Ni30Cr20合金中氮化钛的析出行为

试验用Ni30Cr20合金(/%:0.035～0.045C、0.28～0.30Si、0.73～0.75Mn、0.005～0.007P、0.001～0.002S、19.40～19.93Cr、29.75～30.35Ni、0.30～0.36Al、0.03～0.88 Ti、0.005 7～0.020 5N)由150 kg真空感应炉熔炼,铸锭尺寸(mm)120×230×500。对Ni30Cr20合金凝固过程中TiN析出的热力学条件进行了计算,并利用金相显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪分析了该合金铸锭试样中TiN的数量、尺寸和分布。结果表明,部分氮化钛在液相合金中已有析出,包括含芯和不含芯两种类型的TiN,其中含芯TiN的核心主要是MgO·Al_2O_3、MgO和TiO等。在铸锭试样中,TiN的数量从边部到中心逐渐减少,尺寸却逐渐增大。计算结果表明,控制合金的氮钛积低于3.70×10^(-4),有利于控制TiN的析出数量和尺寸,而降低合金中的氮含量是降低氮化钛析出数量和尺寸的有效措施。

钨粉还原炉Cr30Ni20合金高温炉管焊缝失效研究

对钨粉还原炉Cr30Ni20合金高温炉管焊缝的失效行为进行了分析,发现焊缝外表面母材咬边严重,焊缝内表面焊根未打磨,存在未焊透、未熔合缺陷。通过渗透探伤(Penetrant testing,PT)检查,发现焊缝存在渣孔和裂纹等缺陷;通过X射线检查,发现焊缝内部存在多处夹渣等缺陷。同时,通过PT检测也发现高温炉管本身存在较多的夹杂和微裂纹。微观组织分析表明,母材及焊缝熔合区中夹杂物含量较高,导致焊缝的力学性能下降。焊缝母材与熔合区的微观组织差异较大,焊缝的抗拉强度和塑性明显低于母材。通过提高高温炉管的冶金质量,采用合适的焊接方法和焊接工艺才能使得高温炉管母材和焊缝质量都得到保证,满足使用性能的需求。

影响Cr20Ni80电热合金使用寿命因素的研究现状

综述对Cr20Ni80使用寿命影响因素的研究进展。Cr20Ni80的表面氧化膜是影响其使用寿命的重要因素,氧化膜越致密,与基体粘结力越强,其使用寿命越长。Cr20Ni80合金中存在的其他元素如氮、氧、碳、硅和稀土等对其力学性能和抗氧化性能的影响是复杂的。同时也不可忽视环境介质对合金的作用。

激光3D打印80Ni20Cr合金的显微组织及力学性能

研究激光3D打印80Ni20Cr合金的层-层正交和层-层同向两种不同层激光加工路径打印的合金样件微结构和力学性能。结果表明:合金样件具有细小的等轴晶组织和柱状晶组织,柱状晶粒沿着激光加工路径生长。合金样件成分为Cr溶质溶于Ni溶剂的固溶体,打印样件密度与理论密度接近。层-层正交工艺打印合金样件的孔隙率要低于层-层同向工艺打印合金样件的,微观硬度和拉伸性能也要优于采用层-层同向工艺打印合金样件的,其抗拉强度可达410 MPa,硬度可达406 HV0.2。

表面粗糙度对25Cr20Ni合金裂解炉管低氧分压预氧化的影响

对比研究了表面粗糙度分别为0.2,1.6,12.5μm的3种25Cr20Ni合金试样在低氧分压气氛中氧化20 h的氧化动力学、氧化膜的表面形貌及相组成,并在小试裂解装置中对这3种内表面粗糙度不同的25Cr20Ni合金炉管预氧化后的抗结焦性能进行了评价。实验结果表明,表面粗糙度分别为0.2,1.6,12.5μm的3种合金试样在低氧分压气氛中的氧化动力学分别遵循立方规律、对数规律和立方规律;表面粗糙度为0.2μm的合金试样氧化后表面被Cr2O3和极少量的MnCr2O4尖晶石覆盖;表面粗糙度为1.6μm的合金试样氧化后表面被均匀、致密的MnCr2O4尖晶石覆盖;表面粗糙度为12.5μm的合金试样氧化后表面被不均匀的MnCr2O4尖晶石覆盖。在小试裂解结焦评价实验中,内表面粗糙度为1.6μm的炉管预氧化后的抗结焦能力最强。

20SiMn低合金钢和0Cr13Ni5Mo不锈钢的多相流损伤行为

对水轮机用金属材料20SiMn低合金钢和0Cr13Ni5Mo不锈钢进行了旋转圆盘仪空蚀和冲刷磨损单元和组合多相流损伤实验.结果表明, 20SiMn低合金钢和0Cr13Ni5Mo不锈钢的冲刷磨损及空蚀和冲刷磨损联合作用损伤累积质量损失-时间曲线均呈线性关系,空蚀和冲刷磨损联合作用对材料所造成的损伤显著高于空蚀和冲刷磨损单独作用,空蚀和冲刷磨损的交互作用在空蚀和冲刷磨损联合作用中起重要的作用;在空蚀和冲刷磨损联合作用中,液体空化及随后的空泡溃灭改变了流体中固相颗粒的运动方向,引起固相颗粒的流速增加和攻角改变,从而加剧了固相颗粒对材料表面的损伤.

Cr20Ni80合金棒材闪光对焊特性

对电热合金Cr20Ni80进行连续闪光对焊研究,讨论其焊接接头的力学性能、微观组织和接头硬度.结果表明:在选定的工艺参数条件下,焊缝结合良好,接头平均抗拉强度达到555MPa,延伸率为18.7%,断面收缩率为20.8%;接头结合致密,无明显焊接缺陷;在焊缝处硬度最低,两侧的热影响区硬度明显增大,与母材相比没有出现软化现象.闪光对焊对Cr20Ni80合金的焊接具有良好的适应性,可得到性能优良的焊接接头.

三元Cu_(60)Ni_(20)Cr_(20)合金的制备及其显微组织

采用机械合金化,随后在750℃、58MPa下热压制备了致密的块体纳米晶Cu60Ni20Cr20合金,用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等分析手段对比研究了不同晶粒尺寸的Cu60Ni20Cr20合金的显微组织。结果表明:随着球磨时间的延长,由于晶粒的细化和应变的结果,衍射峰偏移并有明显的宽化产生,Cr在Cu中的固溶度明显增加,在球磨40h后,合金已由双相变成亚稳态的单相。由于机械合金化的粉末处于非平衡态,其过饱和固溶体随热压和真空退火过程的进行会慢慢分解,合金由单相变成两相,α Cu和γ Cr两相颗粒均成倍长大,但仍保持纳米级尺度。扫描电子显微镜(SEM/EDX)观察表明,合金致密度很高且显微组织均匀。讨论了晶粒细化对合金显微组织的影响。

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定Cr_(20)Ni_(80)镍铬合金溅射靶材中多种元素

提出了一种用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法直接测定Cr20Ni80镍铬合金溅射靶材中主量元素Cr和次量元素Si、Mn、P、Cu、Fe、Ti、Ce的分析方法。在低温加热下用硝酸-盐酸混合酸(V硝酸∶V盐酸∶V水=65∶200∶735)溶解试样,选择Si 251.612nm、Mn257.611nm、P 178.287nm、Cr 284.984nm、Cu 324.754nm、Fe 259.941nm、Ti 334.941nm和Ce 418.660nm的光谱线作为分析线,大量基体元素如镍、铬、钇产生的基体效应影响可以通过基体匹配方法消除,谱线的重叠干扰和非光谱干扰不明显。测定主量元素Cr时,由于检测信号的短时漂移和波动对测定有影响,可以通过加入内标元素Y克服。对4种Cr20Ni80镍铬合金溅射靶材试样中上述8种元素进行测定,结果的相对标准偏差均小于2%,对Cr20Ni80镍铬合金标样中Si、Mn、P、Cr、Cu、Fe、Ti进行测定,测定值与认定值相符。

Cr20Ni80电热合金电渣重熔微观组织研究

采用ANSYS软件研究了冷却系数对Cr20Ni80电热合金电渣重熔铸锭温度分布的影响,采用Pro CAST软件中的CAF模块研究了冷却系数以及形核过冷度对Cr20Ni80电热合金铸锭微观组织的影响,并将模拟结果与实际生产的铸锭微观组织进行了比较分析。结果表明,Cr20Ni80电热合金电渣重熔铸锭的温度随冷却系数以及形核过冷度的增加而降低,柱状晶比例逐渐增大,铸锭底部的三角形晶区域也随着扩大。实际生产的Cr20Ni80电热合金电渣重熔的铸锭组织形貌与模拟结果比较接近。

氮含量对电热合金Cr20Ni80组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、维氏硬度计、拉伸试验机和电子探针分析仪(EPMA)等仪器研究了不同氮含量对Cr20Ni80电热合金组织和力学性能的影响。结果表明:合金显微组织中存在一些非金属夹杂物,主要为氮化物。随着氮含量增加,夹杂物的析出开始增多,且晶粒尺寸得到细化;合金的硬度和抗拉强度都随氮含量的上升先增加后减少;当氮含量为0.0331%时,室温力学性能最佳,硬度和抗拉强度达到最大值,分别为224.9 HV和868.6 MPa。

微量硼和铌对铸造Ni_(50)Al_(20)Fe_(30)合金组织及性能的影响

研究了微量硼和 2 % Nb对铸造 Ni5 0 Al2 0 Fe30 合金组织及性能的影响。结果表明 :微量硼的加入可以改善 Ni5 0 Al2 0 Fe30 合金的强度与塑性 ,最佳硼含量为 0 .0 2 %～ 0 .0 5 % ;此外 ,微量硼的加入影响该合金的共晶区 ,从而明显改变合金的微观组织形态。在硼含量为 0 .0 2 %时 ,该合金主要处于 β相 (Ni Al)与 γ相的共晶区 ,这对合金的室温塑性极为有利。添加 2 % Nb可明显提高该合金的压缩屈服强度并改善塑性。在室温、6 5 0℃和 10 0 0℃ ,该合金的压缩屈服强度分别提高 30 %、5 9%和 36 %

Cr20Ni80电热合金丝的加热失效分析

采用20A恒流直流电源对长30 mm、直径0.8 mm的Cr20Ni80电热合金丝持续通电加热氧化。研究了Cr20Ni80合金丝氧化失效过程中电阻和晶粒大小的变化。通过SEM和EDS对该合金丝的组织及氧化膜进行研究。结果表明:该合金丝烧断后,小晶粒变成大晶粒,电阻增大,并产生磁性;横断面基体表面产生坑洞,边缘坑洞多,中心坑洞少;合金丝周围产生一层致密的氧化膜,氧化膜最外层是NiO层,氧化膜最内层是Cr_2O_3层;Si元素存在于氧化膜的两侧,阻碍氧的扩散,提高了合金的高温抗氧化性能,同时提高了镍基合金的塑性。

注入Ce^+对预氧化的Ni20Cr合金1050℃氧化行为的影响

研究了Ni2 0Cr及经预氧化处理后的合金表面离子注入Ce+ 后在 10 5 0℃空气中的氧化行为 .结果表明 ,经0 5h和 1h预氧化处理后的合金离子注入对其氧化行为的影响与合金表面直接注入的作用类似 ,可降低合金氧化速率和改善氧化膜粘附性 。

30Cr2Ni4MoV合金的抗盐雾腐蚀性能

为了解舰船常用铁基材料30Cr2Ni4MoV的盐雾腐蚀行为和腐蚀机理,对该合金在盐雾腐蚀下不同时间试样的表面和截面形貌以及腐蚀产物的组成、盐雾腐蚀的失重速率和腐蚀速率进行研究.结果表明:30Cr2Ni4MoV腐蚀400 h后,试样表面均布满腐蚀产物,主要腐蚀产物是FeO(OH),腐蚀产物与基体出现了脱离现象;腐蚀由腐蚀坑开始逐渐扩展,腐蚀面趋于基本一致后出现新的腐蚀坑,继续腐蚀;在最初的100 h,腐蚀速率变化剧烈.

Cr20Ni32AlTi合金平衡相的热力学模拟计算与分析

通过热力学计算软件Thermo-Calc与相应的Ni基数据库,进行了耐热耐蚀合金Cr20Ni32AlTi(%:0.10C、0.83Mn、0.56Si、<0.005P、0.013S、20.89Cr、32.60Ni、0.26Al、0.39Ti、0.009 0N、0.076Cu)化学成分对主要析出相影响的研究,并分析了合金成分对合金初熔点和终熔点的影响。通过SEM、TEM和X射线能谱法对Cr20Ni32AlTi合金的组织和析出相成分进行了实验研究。结果表明,Cr20Ni32AlTi合金的主要析出相为M_(25)C_6和M(CN)碳化物,C含量(0.02%～0.10%)显著影响M_(23)C_6碳化物的析出量和开始析出温度;Cr含量(20%～22%)和C含量均影响合金的初熔点和终熔点。

Cr20Ni80电热合金电渣重熔数值模拟

采用ANSYS软件中的热电耦合单元,研究了电渣重熔过程中熔铸电流、冷却系数及渣池深度对金属熔池温度分布的影响。采用ProCAST软件中的CAFE模块模拟了铸锭的微观组织,并将模拟结果与实际实验的微观组织进行了对比。结果表明:随着电流的增加整体温度逐渐上升;随着冷却系数以及渣池深度的增加,熔池温度逐渐降低,熔池深度逐渐变浅。实际生产与软件模拟的Cr20Ni80电热合金组织都由表层细晶区、柱状晶区以及等轴晶区3部分组成,且晶粒大小相近,说明模拟结果与实验结果具有一定的吻合性。

Al和Fe对Cr20Ni80电热合金性能影响的第一性原理研究

采用第一性原理和实验相结合的方法探究了Al和Fe掺杂对Cr20Ni80电热合金弹性性能和电性能的影响。构建了Cr20Ni80超晶胞模型,确定了Al和Fe在超晶胞中的占位,并对模型的准确性进行了验证,计算了体系掺杂前后的形成热、结合能及能带结构,预测了Al和Fe掺杂对合金性能的影响趋势,并采用拉伸试验、X射线衍射以及电阻率测试等方法进行了验证。结果表明,Al和Fe的掺杂没有改变合金的物相,但导致合金的晶格发生了畸变,原子之间电子云的重新分布降低了合金的强度但提高了其塑性;掺杂使合金导带的能量范围变窄,合金的电阻增大。实验结果与第一性原理计算预测结果一致。

变形量对电热合金Cr20Ni80组织和力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、维氏硬度计、拉伸试验机和电子探针分析仪(EPMA)等研究了不同变形量对Cr20Ni80电热合金组织和力学性能的影响。结果表明:合金经热轧后显微组织中析出的主要夹杂物为氮化物和碳化物;随着变形量的增大即试样直径的减小,夹杂物的析出开始增多,且分布不均匀,试样的抗腐蚀能力逐渐增强,合金的硬度和抗拉强度都先降后升;当变形后直径为3.2 mm时,试样的室温力学性能最差。

渗铝涂层对Cr20Ni80电热合金丝抗氧化性能的影响

为提高电热合金丝的抗高温氧化性能,采用固体粉末包埋法在Cr20Ni80电热合金丝表面制备渗铝涂层,通过高电阻电热合金快速寿命装置对渗铝试样在恒温1 000℃下进行高温氧化试验、在恒温1 200℃下进行快速寿命测试并拟合电阻随时间的变化曲线,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和热重分析仪(TGA)研究了渗铝涂层结构、氧化膜形貌、氧化膜相组成以及渗铝试样氧化动力学。结果表明:渗铝试样快速寿命相较于未渗铝试样提高了7.62%。渗铝涂层为双层结构,内外层厚度约为5μm和40μm。渗铝试样氧化动力学曲线基本符合抛物线规律。氧化膜分为3层:最外层为Al2O3与微量NiO;次外层为Ni Al及少量Al2O3、NiO;最内层是富Cr层和Cr2O3,并存在少量不连续分布的Si O2。氧化初期,渗铝试样迅速在表面形成了一层均匀致密的Al2O3保护性氧化膜,有效地改善了Cr20Ni80电热合金丝抗氧化性能。