Cr元素纯度对GH4169合金铸态组织的影响

GH4169合金是目前航空发动机中用量最大的高温合金材料,随着发动机性能需求越来越高,对合金纯净度要求也越来越高。本文选用纯度不同的金属铬以及高纯铬冶炼GH4169合金,通过金相显微镜和扫描电镜表征铸态组织形貌以及采用能谱分析了元素分布,探究了铬的纯度对GH4169合金铸态组织的影响。发现铬元素纯度对枝晶形貌、元素分布的影响较小,但是对碳化物、Laves相的形貌存在明显的影响:高纯铬能减少析出相的数量和尺寸,有利于冶炼过程中元素的均匀分布。

γ’形成元素Ta和Ti含量对镍基高温合金铸态组织的影响

保持镍基高温合金中γ’相形成元素(Ta+Ti)总量3.12at%不变,采用光学显微镜、扫描电镜、电子探针、示差扫描量热测试和J MatPro软件对不同Ta/(Ta+Ti)合金的铸态组织进行了研究,分析了一次枝晶间距(λ_(1))、二次枝晶间距(λ_(2))、γ’相平均尺寸和体积分数及元素的偏析行为,探究了合金的固相线温度(TS)、液相线温度(TL)、γ’相固溶温度(Tγ’)及硬度的变化规律。结果表明,γ’相形貌随着Ta/(Ta+Ti)的提高由球形向立方状转变,λ_(1)、λ_(2)、γ’相平均尺寸及体积分数先增大后减小,枝晶间和枝晶干的γ’相尺寸差值减小。随着Ta/(Ta+Ti)的提高,W元素的偏析得到减轻,枝晶干和枝晶间的硬度及平均硬度增加。合金的凝固温度区间随着Ta/(Ta+Ti)的提高而减小,γ’相固溶温度随着Ta/(Ta+Ti)的提高而增大,使得γ’相的稳定性得到增强。

开箱时间对灰铸铁制动盘铸态组织的影响

研究了含有Cr、Mo、Cu元素的灰铸铁制动盘微观组织与开箱时间的关系,结果发现:开箱时间较短时,制动盘靠近冒口附近区域容易产生贝氏体、屈氏体、残余奥氏体及马氏体组织,从而使得局部硬度过高而不均匀,且车削指标不易控制;开箱时间大于一定时间时,基体组织在圆周方向上基本全部为珠光体组织,硬度分布均匀;最终确定能够稳定控制这种灰铸铁材料制动盘微观组织均匀稳定和硬度分布均匀的开箱时间不低于60 min。

原始铸态组织对Cr13Ni4Mo钢逆变奥氏体形成的影响

采用扫描电子显微镜、X射线衍射分析仪、电子背散射衍射研究了原始铸态组织对Cr13Ni4Mo马氏体不锈钢回火过程中逆变奥氏体形成的影响。浇注厚度为40mm、60mm、80mm的阶梯形铸件,以获得凝固速度不同的原始等轴晶铸态组织,经正火+二次回火处理后,随铸件厚度的减小,组织中逆变奥氏体的含量增加,Cr13Ni4Mo钢的抗拉强度和伸长率均提高。采用定向凝固方法,改变下拉速度为1μm/s、5μm/s和50μm/s,以获得原始柱状晶铸态组织,结果发现随着下拉速度的提高,定向生长的柱状晶细化,逆变奥氏体的含量增多,Cr13Ni4Mo钢的抗拉强度和强塑积增大。Cr13Ni4Mo钢综合力学性能的提高源于细晶强化和逆变奥氏体TRIP效应的双重效果。

锰硅合金浇铸过程中冷却方式对铸态组织的影响

铸铁机浇注工艺冷却方式对锰硅合金的质和量产生不同影响,采用金相显微镜、X射线衍射分析、扫描电子显微镜、显微硬度计等试验方法,分析了空冷、水冷和风冷加水冷混合三种冷却方式的优缺点。结果表明:锰硅合金的金相组织主要为Mn_(5)Si_(3)和MnSi两相,在空冷和风冷条件下组织紧凑,缩孔数量少且小,硬度大,质量较好,并且风冷可促使合金组织细化;在水冷条件下,缩孔现象较为严重,硬度低,质量较差。

6111铝合金的铸态组织及均匀化工艺研究

采用光学显微镜、扫描电镜、电导率测试、差示扫描量热仪等手段对6111铝合金的铸态组织以及经过不同均匀化条件下的显微组织进行分析,确定其合适的均匀化工艺。根据显微组织形貌与DCS分析,并结合实际工业生产,得到最优的均匀化处理工艺为560℃×12 h,此时合金中的第二相已比较充分的回溶。

复合添加Y/Sr对A356铝合金铸态组织影响研究

试验研究了添加不同含量的Sr、Y对A356铝合金铸态组织的影响。添加0.04%Sr+0.3%Y时,共晶Si呈现纤维状或珊瑚状,α-Al细化效果明显,晶粒等效直径达到26.63μm;抗拉强度达到最大值188.3 MPa,拉伸试验时由脆性断裂转变为韧脆型混合断裂。细化变质剂Sr和Y促使共晶Si的生长方式转变为以孪晶生长为主的生长方式,从而形成纤维状或珊瑚状;Al3Y相质点为α-Al提供异质形核核心,加快α-Al的非均质形核,达到细化晶粒的效果。

钇及铈镧混合稀土对AZ91镁合金铸态组织的影响

金相显微镜及电子探针分析结果表明 ,含La,Ce的混合稀土和金属Y均有促进AZ91镁合金铸态组织晶粒细化的作用。在AZ91+(Ce ,La)合金中形成的杆状化合物被证实是 (Ce ,La)Al4,而在AZ91+Y合金中发现了呈块状结构的YAl2 化合物。4 2 0℃ / 2 0h固溶处理后 ,由于 (Ce,La)Al4及YAl2 具有良好的热稳定性 ,不溶入Mg基体 ,AZ91+RE(La ,Ce,Y)合金的铸态组织为δ固溶体 +(Ce ,La)Al4(或YAl2 )化合物 +Mg17Al12 三相组成。

Ce对耐热铝导体材料铸态组织和性能的影响

采用电阻率测试、硬度测试、金相显微镜和扫描电镜观察等方法,研究添加不同含量稀土Ce对铸态耐热铝导体材料Al-0.15Zr合金的影响。研究结果表明:Ce能净化基体,与杂质相形成金属间化合物,改变杂质相的形态和分布;添加适量的Ce,显著细化了晶粒和枝晶组织,有利于导电性和强度的提高;随着Ce加入量的增大,晶粒细化效果更好;当Ce含量(质量分数)超过0.3%以后,二次枝晶间距继续减小,但晶粒尺寸细化不明显;当Ce含量为0.3%和0.4%时,Al-0.15Zr合金的导电性和强度均达到最大值。

微量铒对LF_3铝合金铸态组织的影响

采用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪等手段分析研究了LF3铝合金中添加 0 3%Er后的合金铸态及均匀化退火态的组织。结果表明 :微量铒的加入可显著细化LF3铝合金的铸态组织 ,使其枝晶网胞尺寸明显减小 ,网胞间共晶化合物也更稀薄 ;同时 ,使第二相化合物更细小 ,分布也更均匀 ;微量铒的加入可形成Al3Er稀土化合物 ,没有发现粗大的块状化合物。其机制是由于生成了LI2 型结构的、在晶体结构和点阵常数上都与Al基体 (面心立方 ,a =0 40 5nm)相似的Al3Er稀土化合物 。

铸造工艺参数和细化剂对K4169高温合金铸态组织的影响 Ⅰ.晶粒组织及晶粒细化机理

研究了K4169高温合金在各种工艺条件下及向熔体中加入复合细化剂时的晶粒组织,结果表明,降低浇注温度和加入复合细化剂可以明显细化冷凝后基体的晶粒和提高铸件断面等轴晶的比例,在通常的浇注温度1400℃下加入复合细化剂．对合金熔体进行或不进行过热处理时．可使圆柱锭的晶粒分别细化至ASTM1.7级和ASTM 3．2级:断面等轴晶的比例分别达96%和99%以上,当浇注温度为1420℃,加入复合细化剂并对合金熔体进行过热处理时,可使圆柱锭晶粒细化至 ASTM M10．5级,断面等轴晶的比例达90%以上,提出了晶粒细化的机理并对晶粒细化后断面等轴晶比例增大的现象进行了分析。

稀土钇对7055铝合金铸态组织的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等实验手段,研究质量分数为0%-0.3%的钇对7055铝合金铸态组织的影响。研究表明：Y含量在小于0.25%范围内时,随含量增加细化效果增加;当Y含量为0.25%时,铸态组织中基体晶粒细化效果显著,晶粒减小到40μm左右,第二相球化并细化;当Y含量超过0.25%时,合金的铸态组织随着其含量的增加又逐渐粗化,Y加入7055铝合金中主要形成Al6Cu6Y与Al3Y,并且弥散分布在晶界上。

铸造工艺参数和细化剂对K4169高温合金铸态组织的影响 II.枝晶组织及晶粒球化机理

铸造工艺参数和细化剂对K4169合金枝晶组织、元素偏析、夹杂及缩松有明显的影响,浇注温度越低,一次枝晶主轴长度和二次枝晶臂距就越小,在同一浇注温度下,化学法细晶试样的一次枝晶主轴长度较普通铸造试样的短,但二者的二次枝晶臂距没有明显差别,晶粒细化后,合金中主要元素Fe,Cr,Nb,Mo和Ti的偏析减轻,晶粒的形态由树枝晶向细晶组织中的粒状晶转变,对晶粒球化现象做了合理解释,微量细化剂的加入不会在铸件中形成夹杂,不会改变合金的相组成,在高的浇注温度下,细化剂使晶粒细化的同时,也使铸件中的缩松大大减少。

预变形及液固两相区等温处理对ZA27合金铸态组织的影响

研究了固液两相区等温处理对铸态ZA2 7合金初生相形貌的影响。结果表明 :在固液两相区进行等温处理时 ,枝晶熔断受固液界面处原子的扩散控制 ,提高等温温度、延长等温时间因有利于Zn和Al原子的扩散而促进初生相由枝晶向颗粒状晶演变 ;预变形促进初生相形貌演变的根本原因在于等温处理时液相沿预变形产生的亚晶界的熔渗。

CSP薄板坯的铸态组织特征研究

对CSP的铸坯组织、化学成分偏析、枝晶间距、气体含量、夹杂物以及轧制过程中的组织变化进行了研究,结果表明:CSP薄板坯的低倍组织在结构上和传统板坯没有本质区别,但薄板坯组织较为细密,柱状晶比较发达,一次枝晶与二次枝晶间距小,化学成分均匀,铸坯全氧含量为28×10-6,氮含量为47×10-6;第一道次轧制后中心部的疏松和偏析明显减轻,树枝晶沿轧制方向弯曲,但没有被打碎;CSP铸坯中大颗粒夹杂物较少,主要是外来的;内生夹杂物主要以含氧化铝和铝酸盐及氧化钙的为多,尺寸基本都在10μm以内,大部分在2～5μm。

GH720Li合金的铸态组织和均匀化工艺

对GH720Li合金的铸态组织及均匀化工艺进行了研究,采用物理化学相分析的方法确定了该合金析出相的类型、数量和γ′相的粒径分布。结果表明:该合金在铸造状态下的析出相是γ′、Ti(C,N)、TiC和M3B2(痕),其中γ′相的质量分数高达34.187%。均匀化的结果表明:GH720Li合金适宜的均匀化温度为1190℃。

Mg-Zn-Y系合金的铸态组织及其相变点

采用Nikon Epiphot型光学显微镜、RigakuD/max-3C型X射线衍射仪(XRD)、带有能谱仪(EDS)的JEOL JSM-6700F型扫描电子显微镜(SEM)研究了高镁、低锌、低钇三元Mg-Zn-Y系合金的铸态组织及其分布特点。在铸态组织中,钇及锌均聚集于晶界。因此在Zn,Y含量相对低时,满足成分条件在晶界形成三元金属间化合物相的成分要求。合金中主要存在的三元相为W(Mg3Y2Zn3)相、Z(Mg3YZn6)相、X(Mg12YZn)相。结合差热分析进一步讨论了合金中相的变化温度。结果表明:W相的共晶熔化温度为520℃;Z相的相变温度为445℃;X相的熔化温度为540℃。

钇对2519铝合金铸态组织的影响

采用X射线、光学显微镜及扫描电镜等研究质量分数为0～0.3%的钇对2519铝合金铸态组织的影响.研究结果表明:添加0.1%的钇后2519铝合金的铸态组织明显细化,铸态晶粒尺寸由100μm减少到70μm;但当钇含量超过0.1%时,合金的铸态组织随着钇含量的增加又逐渐粗化;当钇含量为0.3%时,合金铸态晶粒尺寸达200μm左右;钇加入2519铝合金中主要形成Al6Cu6Y稀土化合物并沿晶界分布;钇改变了合金铸态中第二相的形貌及大小,加入适量的钇(0.1%)对2519铝合金铸态中的第二相具有球化和细化作用.

Zn与Al质量比对Mg-Zn-Al三元镁合金铸态组织和凝固行为的影响

研究了Zn与Al质量比对Mg-Zn-Al三元镁合金铸态组织和凝固行为的影响。结果表明:Zn与Al质量比小于2的实验合金主要由α-Mg+Mg32(Al,Zn)49相组成,且随着Zn与Al质量比的增加,实验合金中第二相的数量逐渐减少,同时其分布由连续网状逐渐向断续状转变;Zn与Al质量比大于2的实验合金则主要由α-Mg+Mg32(Al,Zn)49+MgZn相组成,且随着Zn与Al质量比的增加,实验合金中第二相的数量逐渐增加,同时其分布由断续网状逐渐向颗粒弥散状转变;此外,Zn与Al质量比小于2的实验合金的第二相转变开始温度和峰值温度基本上高于Zn与Al质量比大于2的实验合金,从而导致第二相转变过程中不同相变的发生和第二相类型的不同。

Cu-15Ni-8Sn-0.4Si合金铸态组织结构及成分偏析研究

用金相、扫描电镜及电子能谱微区成分分析等方法对添加少量Si的Cu 15Ni 8Sn合金的铸态组织结构及成分偏析进行了研究。结果发现 :Cu 15Ni 8Sn 0 .4Si合金的铸态组织分为三层 ,除具有明显的枝晶外 ,还有块状的 (Cu、Ni) 3Sn相和溶有少量Cu的Ni2 Si和Ni3Sn相组成的第二层 ,在两层之间为组织形态复杂的过渡区。宏观上铸态组织存在Sn的反偏析 ,Sn的含量从外到内呈现下降趋势。与非真空熔铸相比真空熔铸能明显改善Cu 15Ni 8Sn 0 .4Si合金反偏析现象。均匀化退火对改善Sn的反偏析作用不大 ;枝晶组织可基本消除 ,但Ni、Si元素形成的化合物仍难以完全溶解。添加少量Si的Cu 15Ni 8Sn合金由于Ni2 Si和Ni3Si相的形成 ,通过阻碍晶粒长大和时效沉淀而强化合金。