GH4145合金中γ′相析出对晶界片状M23C6相析出的影响

片状M23C6相是GH4145等高温合金中的典型有害组织,尽管过去对其析出机制的研究较多,但其析出条件一直没有明确。研究了不同固溶冷却条件下γ′相的析出规律,以及随后进行的730℃时效过程中晶界M23C6相的析出规律。通过对比分析,发现片状M23C6相的析出与γ′相析出之间存在直接的联系。当980℃固溶后的冷却速率低于4.5℃/h,GH4145合金的γ′相会在冷却过程中析出;冷却速率高于22℃/s时,γ′相的析出会被完全抑制。当GH4145合金的基体中预先析出γ′相时,M23C6相的析出和长大受元素扩散控制,最后将生长成嵌入两侧晶粒的块状。当基体中无γ′相析出时,有可能导致局部晶界发生γ′相与M23C6相的共析反应,形成互相交迭的片状组织。

回火温度对CB2钢的含硼M23C6相析出及力学性能的影响

为了研究含硼的M23C6相的析出行为对CB2钢力学性能的影响,对含硼的CB2钢分别进行了690℃、710℃、730℃、750℃、770℃和790℃的回火处理。通过OM、SEM和TEM等观察含硼的M23C6相在690—790℃回火温度中的析出行为,借助Thermo-Calc阐明回火温度对M23C6相析出行为的影响机制,结合硬度和室温拉伸等性能测试研究CB2钢中M23C6相析出行为对其性能的影响规律,确定最佳回火温度。研究发现:随着回火温度的升高,CB2钢中马氏体板条逐渐变宽,板条马氏体转变为多边形铁素体;M23C6相的平均尺寸从132.19nm增加到197.62nm,当回火温度超过750℃时,M23C6相的增大速度明显加快;CB2钢的强度和硬度降低,伸长率和断面收缩率增加;当回火温度为730℃时CB2钢的综合性能较好。

三聚氰胺(C_3N_6H_6)的高压Raman与压致结构相变研究

本文在8 7GPa压力范围内研究了三聚氰胺(C3N6H6)的高压原位Raman光谱。通过内、外Raman活性模的压致效应,发现在1 5GPa和6 0GPa压力下该分子晶体发生了压致结构相变。用空间群相关原理确认在1 5GPa压力下它从单斜相转变为三斜相;在6 0GPa压力下又发生了另一次结构相变。然后在室温高压条件下对三聚氰胺进行了原位同步辐射能量散射x-ray衍射实验(EDXD),在14 7GPa压力范围内,观察到常压下为单斜晶系的三聚氰胺经历了两次压致结构相变。在1 3GPa下,三聚氰胺分子晶体从单斜相转变为三斜相;在8 2GPa又转变为正交相。本实验结果为利用三聚氰胺碳氮有机分子晶体高温高压合成超硬C3N4共价晶体的研究提供了重要信息。

固溶温度对06Cr25Ni2奥氏体耐热钢微观组织和力学性能的影响

以热轧态06Cr25Ni20奥氏体耐热不锈钢为研究对象,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM),结合硬度检测和拉伸试验等手段,研究了固溶温度对该材料微观组织和力学性能的影响。结果表明,热轧态耐热奥氏体不锈钢加工硬化严重、塑韧性差;固溶处理后其强度和硬度均下降,塑韧性则明显提高;随着固溶温度的升高,晶粒的方向性消除,晶粒尺寸变小且显微组织更为均匀,晶界上分布的Cr23C6相逐渐减少且消失;热轧态和1 000℃固溶处理后的室温拉伸断口呈脆性断裂特征,而经1 050℃以上固溶处理后,室温拉伸试样断口呈韧性断裂特征。

富C和富(Al,Ti)的617B合金750℃时效组织与硬度及冲击吸收能量的研究

研究了C和(Al,Ti)质量分数不同的2种617B合金在750℃时效5 000h、7 500h和10 000h后的硬度和冲击吸收能量。利用OM和SEM/TEM观察其显微组织并结合EDS+MPST方法进行相定量分析。结果表明:与Al、Ti质量分数较高的合金B相比,C质量分数较高的合金A固溶处理后晶粒较细,沿晶界析出的M23C6相连续分布,其冲击吸收能量较低。5 000～10 000h时效后,合金A的γ′相体积分数虽然较低,但晶内均匀分布极细条状M_(23)C_6相和γ′相的复合组织,其硬度基本不变;合金B中γ′相体积分数虽然较高,但仅在晶界附近分布有较少的M_(23)C_6相和γ′相的复合组织,其硬度明显降低;随时效时间的延长,合金A晶界上M_6C相略有增加,其冲击吸收能量较高。而合金B晶界上μ相明显增加,因此合金B的冲击吸收能量明显较低。晶界析出影响原始晶粒大小及其冲击吸收能量,而晶内均匀分布的M_(23)C_6相和γ′相的复合组织可提高其硬度的稳定性,C和(Al,Ti)的添加量对上述现象起决定性作用。

Sanicro25耐热钢中析出相的热力学计算与平衡相分析

利用热力学软件Thermal-Calc计算了Sanicro25耐热钢中的平衡态析出相,分析讨论了关键元素含量变化对析出相的影响规律。研究结果表明:增加钢中W、C含量可以升高M23C6的回溶温度以及增加M23C6的析出量,Cr、Co含量对M23C6的析出量没有明显影响;Cr含量越低,W含量越高,Laves相的回溶温度越高,析出量越大;Cr、N含量越低,Nb含量越高,MX相的析出量越高;Nb含量越高,N含量越少,Z相的析出量越大;W、Cr含量越高,σ相析出量越大,回溶温度越高。

9Cr-2W耐热钢的微观组织及析出相的研究

利用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等对9Cr-2W耐热钢的组织结构及析出相进行了研究.结果表明：9Cr-2W耐热钢在正火态下的显微组织为马氏体,含有几十到上百nm的NbX析出相以及几十nm的针状渗碳体,而在回火态下的显微组织为回火马氏体,析出相主要是100~300 nm的M23C6型析出相和50 nm左右的MX型析出相;9Cr-2W耐热钢在650℃、110 MPa下持久断裂后的显微组织仍为回火马氏体,持久断裂试样中除了M23C6型和MX型析出相以外,还发现尺寸为100~500 nm左右的Laves相,主要分布在晶界上.

新型12%Cr耐热钢650℃长时时效后的组织和高温强度

采用XRD、SEM和TEM等研究了650℃长时时效对12Cr-4W-3Co耐热钢显微组织及650℃高温强度的影响。结果表明:650℃时效0～5000h后,该钢的析出相为M_(23)C_6相和Laves相,高温屈服强度逐渐下降;在0～100h区间,屈服强度降低主要是由于马氏体板条回复较快;在100～1000h区间,M_(23)C_6、Laves相析出增加,板条回复减弱导致屈服强度基本不变;在1000～3400h区间,M_(23)C_6、Laves相的长大和板条的继续回复均导致屈服强度降低;在3400～5000h区间,板条的回复基本停止,M_(23)C_6、Laves相少量析出和长大的共同作用导致屈服强度基本不变。

10Cr9Mo1VNb钢高温时效后的性能及组织研究

对10Cr9Mo1VNb钢进行了高温时效试验和时效后的室温力学性能、显微组织研究。结果表明:10Cr9Mo1VNb钢在625℃10000h高温时效后室温下σb为650MPa,与时效前的660MPa相比,仅降低了1.5%左右。透射电镜分析表明,基体析出大量弥散M23C6和MC相是10Cr9Mo1VNb钢具有优良性能的主要原因。

淬火温度对AMS 6308钢组织和性能的影响

研究了淬火处理(900℃～1010℃)对AMS6308钢(wt.%:0.1C、1.0Cr、1.97Ni、3.25Mo、2.0Cu、0.08V、0.83Si、Fe余量。)微观组织和力学性能的影响,结果表明,试验钢在915℃×0.5h油冷+(-80℃)×1h+205℃×2h回火后得到最佳的力学性能(Rm=1135MP,Rp0.2=880MP,A=16%,Z=63%,AKV2>125J,HRC=35)。

GH9158铁基高温合金析出相分析

目的 研究合金元素在 GH91 58合金各析出相中的分配及浓度的变化规律 .方法 采用电解萃取相分析方法 .结果 测定和计算了不同时效温度下析出相的类型、数量、组成结构 .结论 析出相 M6 C,Laves在 ( 72 0～ 82 0 )

P92钢625℃持久性能分段特征与各段中M_(23)C_6及Laves相相参数的定量变化研究

研究了P92钢在625℃下加载应力与断裂时间关系曲线的分段特征以及各试样中M_(23)C_6及Laves相参数的定量变化.结果表明,根据该钢在625℃,110—180 MPa条件下的持久实验得到的应力-断裂时间关系曲线的变化趋势,可将该曲线分为高应力-短时段(180—150 MPa,30—454 h)和低应力-长时段(140—110MPa,2881—10122 h)两个特征段;在高应力-短时段,M_(23)C_6相颗粒聚集与粗化占主导;在低应力-长时段,Laves相及M_(23)C_6相颗粒并行聚集与粗化;相成分、相含量及相间元素分配量(相参数)随时间及应力而变化.

M23C6析出相对节镍型奥氏体不锈钢冷轧表面裂纹的影响

为找出生产的节镍型奥氏体不锈钢冷卷表面裂纹形成原因,通过光学显微镜、扫描电镜对表面裂纹进行检测分析并结合热处理试验及热力学软件JMatPro进行分析计算研究。检测分析发现裂纹处晶界存在大量的析出相,据此推测析出相是导致钢材冷轧形成表面裂纹的主要原因。模拟连续退火工艺开展热处理试验,结果表明正常退火工艺无法完全消除热轧工序钢卷晶界处聚集的大量析出相。计算研究该成分体系下奥氏体不锈钢的平衡相图,结合能谱及透射电镜衍射斑点分析,结果表明M23C6碳化物的沉淀温度范围为500~925℃,钢卷从高温缓慢冷却下来会析出M23C6碳化物,析出鼻温区为850~900℃。以此结合实际工艺流程对减少钢卷中M23C6碳化物析出提出了可能的措施。

高温时效对S31042钢管室温拉伸性能的影响

研究了700℃0～3 000 h时效对Φ57 mm×9.7 mm S31042无缝钢管(%:0.06C、0.35Si、1.18Mn、24.50Cr、20.54Ni、0.40Nb、0.23N)室温拉伸性能的影响。结果表明,0～1 000 h时效时,随时效时间的增加,S31042钢屈服(R_(p0.2))和抗拉强度(R_m)迅速增加,但钢的伸长率(A)和断面收缩率(Z)急剧降低;当时效时间超过1 000 h,各项性能变化趋缓;随时效时间增加,室温拉伸断口由含丰富韧窝的韧性断口逐渐过渡到沿晶脆性断口;0～1000h时效随时效时间增加,晶界处Cr_(26)C_6相迅速增多,超过1 000 h时效,析出相的变化不明显。

国内外SUPER304H钢焊接接头热影响区的组织对比

国内某钢厂生产的SUPER304H钢的焊接接头热影响区部分区域晶粒粗大,而国外同类产品的焊接接头热影响区晶粒则均匀细小。对国内外不同厂家生产的该钢种的焊接接头热影响区进行了金相、电镜及电子探针的检测分析,在国外产品的热影响区发现大量Cr23C6相析出,这种析出相阻碍了二次热循环时热影响区晶粒的长大,但同时会导致抗腐蚀性能变差。Cr23C6相的析出主要是因为钢材化学成分和焊接工艺的区别造成的。

热轧态Inconel625合金热处理后的组织及硬度

利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜和硬度仪研究了经960-1040℃固溶处理、700-900℃短时时效处理Inconel 625合金的微观组织和硬度。结果表明：随着固溶温度升高,晶粒尺寸逐渐增大,合金的硬度逐渐降低;固溶态的合金中存在较多富含Nb、Ti一次相颗粒;经700-900℃×50 h时效,晶界处的析出相主要是M6C碳化物;在900℃×50 h时效的合金中晶界处发现了M6C碳化物孪晶;在800℃×50 h时效态合金中,晶界附近有大量与晶界垂直的棒状第二相,晶粒内部有尺寸较小Ti的碳化物颗粒。

高温长期运行后F12钢焊接接头的显微组织和冲击韧性

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪和冲击试验机等研究了F12钢焊接接头高温运行16.5万h后的显微组织和冲击韧性。结果表明:高温运行16.5万h后,F12钢焊接接头中的马氏体发生分解,接头中的析出相主要为M23C6型碳化物,其在晶界析出并聚集长大,呈孤立的颗粒状或链状分布;F12钢焊接接头出现显著的时效脆化现象,这与组织中M23C6相的析出、聚集长大有关;母材冲击断口为沿晶断裂,焊缝金属的为解理断裂。

P92类马氏体耐热钢焊缝黑线缺陷形成原因

通过对P92类马氏体钢焊缝黑色线性析出物缺陷(文中下称黑线)进行检测分析、原因及应力计算,确认缺陷为预热温度不足,因焊道发生马氏体相变、相变膨胀及相邻焊道的冷缩现象,导致在不完全相变区产生切应力,造成该区域产生大量晶格滑移、位错塞积,后期的高温回火过程位错回复产生空洞,并析出大量颗粒状M23C6相,导致周边贫铬贫碳形成铁素体组织;根据缺陷形成原因,提高预热温度,可减少黑线缺陷的形成。

回火温度对铁素体/马氏体双相不锈钢组织与性能的影响

利用扫描电镜、透射电镜等试验手段,研究了回火温度对铁素体/马氏体双相不锈钢组织与性能的影响规律。结果表明,试验钢的组织为马氏体+铁素体,组织存在大量位错,经回火处理后,马氏体板条间以及双相界面处均发现了M23C6相析出,其颗粒尺寸随着回火温度的升高而逐渐增大。回火温度对力学性能的影响主要表现为,随着回火温度的升高,抗拉强度与规定塑性延伸强度均有所降低,断后伸长率与断面收缩率基本保持一致,而冲击性能却显著提高。此外,经回火处理后试验钢的磁性能得到显著改善。

新型奥氏体耐热钢C-HRA-5原位拉伸断裂机理

断裂机理是材料力学性能研究的主要方向之一。为了阐明C-HRA-5钢单轴拉伸断裂机理,通过原位SEM观察拉伸全过程,对该耐热钢内部微裂纹萌生—扩展—断裂进行了深入分析。结果表明,C-HRA-5钢在室温和700℃下都表现出典型的韧性断裂特征。材料断裂主要受到M23C6相和MX相的影响,微裂纹由M23C6相聚集的三叉晶界处萌生。室温时,微裂纹与晶内MX相处裂纹相连,形成穿晶裂纹;高温时,微裂纹在剪应力的作用下形成局部穿晶裂纹,导致材料最终失效。