12Cr钢表面激光熔覆1Cr0.5Mo合金组织与性能研究

12Cr钢因其具有优异的高温蠕变强度及良好的抗蒸汽氧化能力,在超超临界机组中得到了广泛应用。为保证轴颈区域的耐磨性,需在其表面制备1层1Cr0.5Mo合金,但常规的埋弧焊等工艺易产生微裂纹等缺陷。文中采用激光熔覆工艺,在12Cr钢表面熔覆1Cr0.5Mo合金,并针对熔覆层的组织及性能进行研究,通过对激光熔覆试样进行成分分析、PT试验、微观金相观察、硬度测试和拉伸试验,初步验证了激光熔覆技术在保证12Cr钢表面耐磨性能方面的可行性。

Fe-13Cr-2.5Mo阻尼合金的热处理工艺

研究了热处理工艺对冷拉态Fe 13Cr 2.5Mo阻尼合金的微观组织、力学性能和阻尼性能的影响。研究发现:水淬温度为900℃和1100℃时对数衰减率各有一个相近的峰值;900℃时由于合金组织完成了回复再结晶,阻尼性能保持较高的水平;而1100℃时,合金中碳化物溶解,晶粒快速长大,导致较大尺寸的磁畴形成,使得合金的内耗值很高。淬火温度的提高,使合金的强度和塑性逐渐降低。合金的较佳热处理工艺为900℃×2h水淬。

Nb,Ti和Cu对Fe-13Cr-2.5Mo合金阻尼与腐蚀性能的影响

采用动态机械分析仪(DMA)和场发射扫描电镜(FESEM)研究了1.0%Nb,1.0%Ti和0.5%Cu(质量分数)添加对Fe-13Cr-2.5Mo合金阻尼性能和腐蚀性能的影响。结果表明:添加Nb的合金中,形成的大量(Nb,Mo)C相会阻碍磁畴壁的运动,严重影响合金的阻尼性能;当应变振幅大于3.5×10^(-5)时,析出相(Nb,Mo)C与位错的交互作用会引起静滞后型位错阻尼Q_(dis)^(-1),致使在高应变振幅区合金阻尼性能明显提高;加入Ti或Cu后合金晶界碳化物明显减少,而晶内析出相明显增多,导致合金的阻尼性能在低应变振幅区略有降低。点蚀结果表明,三种合金元素的添加都能提高合金的耐蚀性能,其中添加1.0%Ti的合金可同时获得良好阻尼性能和耐蚀性能。

Fe-Cr-Mo、Cu-Zn-Al、Fe-Mn合金减振性能的研究

针对目前不同阻尼合金之间可比性差的问题,采用同种测试方法研究了Fe-Cr-Mo、Cu-Zn-Al和Fe-Mn三种阻尼合金的阻尼性能和力学性能,有利于针对实际应用条件选取合适的合金。利用倒扭摆测试合金阻尼性能,万能实验机测试力学性能。结果表明:同18-8不锈钢相比,三种合金都具有显著的高阻尼性能;Fe-Cr-Mo合金的阻尼性能随着应变振幅增加而迅速增加,在1×10-4～2×10-4范围内出现峰值,随后又逐渐下降;Cu-Zn-Al合金的阻尼性能随着应变振幅的增加而增加,在2×10-4左右出现平台;Fe-Mn合金的阻尼性能随应变振幅的增加呈现线性增加趋势。Fe-Mn合金的综合力学性能最好,Fe-Cr-Mo合金次之,Cu-Zn-Al合金最低。

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定哈氏合金中Cr、Fe、Mn、Mo、Ni的含量

哈氏合金（Hastelloy alloy）由Ni、Cr、Mo、Fe等元素组成,属于高等镍基合金,镍为面心立方结构,晶体学上的稳定性使得它能够比铁基合金容纳更多的合金元素[1]。哈氏合金作为高级镍基合金,在湿氧、亚硫酸、强氧化盐介质中都有优异的抗腐蚀性能[1],同时具有优良的强度、塑性、韧性、冶金稳定性、可加工性及可焊接性,已广泛应用于航空航天、核电及船舶等领域[2]。

热处理对Fe-Cr-Mo合金阻尼性能的影响

通过DMA（动态热机械分析仪）测量Fe-Cr-Mo合金阻尼性能,研究了热处理工艺对Fe-Cr-Mo合金阻尼性能的影响;通过OM进行组织观察,并且分析了不同退火温度及冷却方式下合金微观组织对阻尼性能的影响。结果表明,合金在950~1150℃的退火温度范围内,随着退火温度升高,内耗增大;并且水冷后的合金内耗较小,炉冷后的合金内耗较大。分析认为,950℃热处理,内应力大,内耗较小,并且由于晶界多,磁畴壁移动困难,对应边敏感度小,而1150℃的热处理则内应力小,内耗较大,并且由于晶粒长大,晶界数量少,磁畴壁移动容易,对应边敏感度大。由于水冷冷速过快,造成成分不均,内应力较大,内耗小于炉冷的内耗。

变质处理后Fe-V-W-Mo-Cr合金热疲劳性能的研究

采用自约束热疲劳试验机对Fe-V-W-Mo-Cr合金进行了热疲劳试验,采用金相显微镜对热疲劳裂纹扩展行为进行了研究,同时用RE-Mg对Fe-V-W-Mo-Cr合金进行变质处理。结果表明,经RE-Mg变质处理后,碳化物和基体组织明显细化,并产生较多的小块状和颗粒状碳化物,促使合金的导热系数增加,热膨胀系数减小,热疲劳裂纹萌生所需热循环次数增加,裂纹扩展速率减小,在热循环700周次后的热疲劳裂纹长度减小约49%。

直流磁场对Fe-Cr-Mo合金阻尼性能的影响

利用倒扭摆内耗仪研究了外加直流磁场对Fe-16Cr-2.5Mo合金阻尼性能的影响,采用水基磁流体观察分析了磁畴结构的变化。实验表明,在直流磁场作用下,Fe-16Cr-2.5Mo合金阻尼性能随磁场强度的增大而增大,在0.08mT磁场强度下,合金的阻尼性能达到最大,之后随磁场强度的增大又降低到最低值。施加外磁场后,磁畴显得宽大和均匀,并且发生了明显壁移。研究表明,直流磁场对磁畴结构的影响是导致合金阻尼变化的重要原因。

Fe-Cr-C-Mo堆焊合金层的特征分析

对Fe-Cr-C-Mo系堆焊层及其横断面组织、硬度和元素分布等进行了分析和研究。结果表明,Fe-Cr-C-Mo系堆焊层具有硬度高且韧性好的奥氏体基体以及耐磨相马氏体,对其中的碳化物起到保护和支撑的作用;弥散分布的(Cr2.5Fe4.3Mo0.1)C3和(Nb,Ti)C碳化物,硬度高,耐磨性好,起到保护堆焊层基体的作用;堆焊层抗裂性好,与基体结合性好,不易剥落,保护了基材,使得部件整体的耐磨性能提高。

磁场对Fe-16Cr-2．5Mo合金阻尼性能及磁畴结构的影响

研究了直流和交流磁场对Fe-16Cr-2．5Mo合金阻尼性能的影响，并通过观察磁畴结构的变化解释了阻尼性能变化的原因。结果表明：随着直流和交流磁场强度的增加，合金的阻尼性能都呈现先增加后下降的变化规律，但直流磁场时合金在0．08mT达到最大值，而交流磁场时合金在0．03mT达到最大值。另外在交流磁场作用下，合金阻尼性能峰值对应的应变振幅位置发生明显的左移。

Fe-Cr-Ni-Mo合金27-7Mo的抗CO_2腐蚀性能

模拟大庆油田井下的腐蚀环境,使用高温高压釜进行了27-7Mo合金钢的腐蚀试验,并采用SEM、EDS和XPS测试手段对该钢的腐蚀产物膜进行了分析。结果表明:27-7Mo合金钢CO2腐蚀速率在温度120℃,压力10MPa条件下出现极大值,在其余试验条件下均属于轻度腐蚀。27-7Mo钢腐蚀产物膜较薄,有浅的沟渠,整体属于均匀腐蚀。其腐蚀产物膜主要由Cr、Ni、Mo、Fe的氧化物和氢氧化物构成。

Fe-V-Cr-Mo合金轧辊显微组织及磨损性能研究

对比高铬铸铁轧辊,利用自制的模拟轧辊磨损试验机,研究了不同碳含量的Fe-V-Cr-Mo合金轧辊的磨损性能。结果表明:合金轧辊的耐磨性为高铬铸铁轧辊的1.15～5.93倍。随碳含量升高,Fe-V-Cr-Mo合金轧辊中VC的形态由杆状逐渐转变为球状、开花状,基体由铁素体逐渐转变为板条马氏体、片状马氏体和残余奥氏体的复合组织。球状VC及板条马氏体基体有助于耐磨性提高,而大尺寸的开花状VC及低硬度铁素体或高硬度脆性大的片状马氏体基体对耐磨性不利。碳含量约为2.58%时,合金轧辊组织主要由近球状的VC及板条马氏体基体组成,硬度适中,可以同时有效的抵御轧制过程中的显微切削及疲劳磨损,耐磨性最佳,碳含量的过高或过低均导致轧辊耐磨性下降。

Ni-Cr-Fe-Mo-Co-W合金中宏观“黑斑”缺陷的特征分析

将晶界萃取碳复型技术同其它实验技术相配合 ,研究了Ni-Cr-Fe-Mo-Co -W合金宏观“黑斑”缺陷特征的形成原因 ,认为“黑斑”缺陷主要是由晶界易腐蚀引起的。在“黑斑”区不均匀富集的钨、钼元素主要以数量较多、尺寸较大的富含钼、钨的M6C形式存在于晶界上 ,使“黑斑”区的晶界易受腐蚀。该合金中的“黑斑”缺陷具有元素的宏观偏聚和微观偏聚相结合的特点。

2.25Cr-1Mo钢TIG堆焊Fe_3Al合金的研究

通过TIG堆焊工艺试验,建立了填充金属Al含量与Fe-Al合金堆焊层中Al含量之间的对应关系,研究了Al含量对堆焊层裂纹倾向、显微组织、力学性能以及断裂特征的影响规律,确定了获得Fe3Al合金堆焊层所要求的焊丝中Al含量范围,为研制开发Fe3Al堆焊焊丝提供了依据。

Mo元素对Fe-Cr-Mo-C堆焊合金组织和性能的影响

采用等离子弧堆焊技术对不同Mo含量的Fe-Cr-Mo-C系合金进行堆焊,研究不同Mo含量对Fe-Cr-Mo-C堆焊层组织和性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对堆焊层组织和物相进行分析,采用显微硬度计对堆焊层显微硬度进行测试。结果表明:Fe-Cr-Mo-C合金组织由γ,M_(23)C_(6),M_(2)C以及M_(6)C组成,随着合金中Mo含量的增加,M_(23)C_(6)数量逐渐减少,蜂窝状的共晶碳化物M_(2)C数量逐渐增多,且M_(2)C逐渐转变为菊花状的共晶碳化物M_(6)C,大量高硬度M_(2)C均匀分布在堆焊层中,使得w(Mo)8.2%和w(Mo)10.1%合金堆焊层顶端显微硬度平均值较高,达到HV_(0.2)795,有利于促进堆焊层耐磨性的提高。

微波消解-ICP-OES法测定哈氏C-276合金中Cr、Fe、Mo、W元素

建立了微波消解-电感耦合等离子体发射光谱法同时测定哈氏C-276合金中Cr、Fe、Mo、W元素含量的分析方法.采用10 m L HCl-HNO3-HF(体积比为10:1:1)混合酸溶解试样.研究了合金不同溶解方式、元素谱线的选择、背景校正等试验条件,并对仪器分析参数进行了优化,确定了最佳的试验条件,各元素分析谱线依次为Cr2 67.716 nm、Fe 238.204 nm、Mo 202.031 nm、W 209.712 nm,建立的校准曲线各元素相关系数均在0.999 5以上.实际样品分析中,加标回收率为97.8%~102.7%,重复测定结果的相对标准偏差小于1.64%(n=6),试验测定结果与镍基标准样品标准值做对照,结果表明方法准确、快速,能够满足日常生产的检测要求.

快淬Fe-Cr-Mo-Si-B非晶合金中的相分离

透射电镜观察到非晶Fe65Cr18Mo2Si1B14和Fe62Cr18Mo2Si1B17基体中分布着纳米级颗粒状的非晶第二相．磁测量与Mossbauer谱显示非晶样品由少量铁磁相与顺磁基体相组成，并表现出单畴颗粒的高矫顽力.快淬过程中早期过冷液体里硼的偏聚导致非晶合金中非晶第二相的形成及脆化．

快凝Al-Fe-Cr-Mo-Si合金中准晶相与相关相的研究

研究新型快凝Ａｌ－Ｆｅ－Ｃｒ－Ｍｏ－Ｓｉ合金中的准晶相转变过程及与其晶体相的相关性。结果表明，准晶相的转变过程可分成四个阶段，即萌芽期、形核期、分离期和消失期，并提出准晶相向晶体相的外延转变机制；同时。

C与Cr含量对粉末锻造Fe-Cu-C-Cr合金组织和物理性能影响

通过改变粉末锻造Fe-Cu-C-Cr合金中C、Cr的质量分数,研究C、Cr含量对合金组织和物理性能的影响。结果表明:在不添加Cr的情况下,合金的组织主要为铁素体和渗碳体,合金硬度和抗拉强度随C含量的增加小幅增加,C含量对合金最终摩擦系数的影响不大;添加Cr元素后,合金密度降低,组织也较为复杂,合金硬度随Cr含量的增加而增加,最高可达HRA68.6。C和Cr共同影响合金高温抗拉强度,Fe-2Cu-0.5C-5Cr抗拉强度最高,为378 MPa。合金摩擦系数随Cr含量的增加而减小,当Cr质量分数为10%时,合金最终摩擦系数为0.195,磨损方式为氧化磨损和少量的磨粒磨损。

Fe-Cr-Mo,Fe-Cr-W合金中的过渡R相

研究了Fe-Cr-Mo、Fe-Cr-W合金的时效析出过程,发现在时效初期、两合金系中均有过渡R相析出,过渡R相为菱形点阵,α=0.9075nm,α=74.45°,其成分在Fe-Cr-Mo合金中为Pe-(27.5—34.9)Mo-(0—25.5)Cr,在Fe-Cr-W合金中为Fe-(28.9—33.0)W-(9.36—21.0)Cr(at.-%),时效后期,过渡R相分别向平衡相μ相、Laves相、χ相及σ相转变。