固溶处理对Inconel690合金组织影响

通过研究不同固溶温度对Inconel690合金硬度、晶粒度和析出相的影响,以期确定Inconel690合金固溶工艺.研究结果表明:固溶温度对Incone1690合金硬度有比较明显的影响,而对晶粒度影响很大.温度超过 1070℃时,发生晶粒显著长大现象.从理论计算和扫描电镜分析得出 Inconel690合金中（Fe,Cr,Ni）23C6碳化物的完全溶解温度范围为 1070～1090℃.

热轧态Inconel690合金中碳化物的溶解和析出

研究了热轧态690合金中碳化物的溶解和析出行为及其结构,结果表明:在热轧态合金中存在的碳化物多数沿晶界长条状分布,少量呈颗粒状分布于晶内,类型为M_(23)C_6.热轧态合金的晶界和晶内碳化物的完全固溶温度分别为1050℃、1080℃,在低固溶温度下未完全溶解的残余晶界碳化物直接导致后续TT处理晶界不再析出碳化物;将合金完全固溶处理后,在后续TT处理的晶界上会重新析出细小、半连续的碳化物.

热处理对Inconel690合金晶粒变化和晶界析出物的影响

研究Inconel690合金在不同的热处理条件下晶粒大小和晶界析出物。结果表明:当固溶处理温度低于1100℃时,晶粒尺寸变化不大,当温度超过1150℃时,晶粒开始显著长大,建议固溶处理应在1100℃以下。Inconel690合金经固溶处理和特殊热处理(TT处理)后,晶界的主要析出物和沉淀物为Ti(C,N)和M23C6,析出物尺寸随热处理温度的升高而增大,分布的形态主要呈断续和半连续状。

Inconel690合金圆管挤压变形行为无网格法研究

针对Inconel690镍基高温合金圆管挤压变形过程,推导建立圆柱坐标系下无网格伽辽金(Element-free Galerkin,EFG)法的求解模型并编制软件程序,采用Gleeble-1500热模拟机试验建立Inconel690的本构模型,实现了对于Inconel690镍基高温合金圆管挤压变形行为的数值模拟。所开发的EFG方法,采用罚函数法施加本质边界条件,利用反正切摩擦模型计算边界摩擦力,应用Newton-Raphson迭代方法求解刚度方程。为了验证所建EFG方法及软件,通过多次随机选取变形区内若干节点,提取其速度场、等效应变速率和等效应力的计算值,并与相同工况下的DEFORM有限元计算结果进行对比,最大的相对差不大于8%;将仿真计算得到的稳态挤压力与某工厂同样工况条件下的挤压力实测值相比较,最大的相对差小于7%。运用所建立的EFG方法求解模型和软件,仿真研究Inconel690高温合金圆管挤压过程,求得稳态挤压力、速度场、等效应变速率场以及等效应力场,分析获得塑性变形区内金属变形规律;并以某工厂的挤压机为对象,以挤压力最小为优化目标,借助正交试验法设计模拟计算工况,得到了较优的挤压工艺参数。

镀铬Inconel690合金管YAG激光熔凝层的结构及元素扩散

采用YAG固体激光器,在固定脉冲频率和扫描速度条件下对电镀铬后的Inconel690合金管进行激光辐照处理,获得激光熔凝层,研究了不同工作电流下熔凝层的微观结构和形貌;用EDX方法研究了Cr、Ni元素在熔凝层中的扩散行为。结果表明:YAG固体激光器处理Inconel690合金管镀铬层在较高的工作电流下仍然能够获得质量优良的熔凝层,随工作电流的增大,熔凝层深度增加;在不同工作电流下,从管壁外缘至管的内部,Cr、Ni元素分布均匀,浓度梯度较小。

乙醇胺溶液中Inconel690合金微动磨损与腐蚀的交互作用

采用PLINT微动腐蚀试验机,位移幅值为100~200μm,法向载荷为20~80 N,频率为2 Hz,循环次数为10000次,在乙醇胺(ETA)溶液中对Inconel690合金进行了切向微动腐蚀试验。结果表明:微动腐蚀与磨损呈"负交互作用",其原因是表面膜和腐蚀产物组成的第三体层参与微动磨损过程,改变了摩擦接触界面状态;微动使自腐蚀电位负移,位移幅值增加,引起腐蚀速率增大;Inconel690合金在ETA溶液中的微动磨损机制主要表现为磨粒磨损和剥层的共同作用。

Inconel690合金管镀铬层激光处理工艺研究

采用电镀铬+激光熔凝表面改性方法对Inconel 690合金管进行表面处理,获得激光熔凝层。研究了激光功率和扫描速度对熔凝层微观结构和形貌的影响,进而得到了对Inconel690合金镀铬层进行CO2激光熔凝处理的最佳工艺参数。

Inconel690合金小应变量热变形行为的研究

采用MTS热模拟试验机,研究了不同变形条件下Inconel690合金的热压缩变形行为和微观组织演变的规律。对实验所得Inconel690合金的真应力-真应变曲线进行了本构分析,构建硬化率曲线并观察了热变形组织。

Inconel690合金的电致塑性拉拔研究

电致塑性拔丝是指在普通拔丝加工过程中引入高能电脉冲的新型加工方法。电致塑性拉拔的Inconel690合金丝在拔制过程中与模具摩擦有明显降低,拔制力大幅度下降,材料的表面质量及塑性得到明显提高。

焊接电流对等离子弧增材制造Inconel690合金性能的影响

采用等离子弧增材制造系统进行了Inconel690合金材料的薄壁件电弧增材制造。分析了不同焊接电流对Inconel 690电弧增材制造薄壁件成形、显微组织及力学性能的影响。结果表明:随着电流的增加,薄壁试样的宽度增加而层高降低,晶粒尺寸逐渐变大。增材制造试样的伸长率较Inconel690焊丝理论伸长率高而拉伸强度相对较低,不同方向的力学性能差异显著,水平方向拉伸强度约为500 MPa,优于竖直方向的450 MPa,水平方向伸长率为66%,低于竖直方向的75%,不同电流下拉伸试样的断裂机理不同。

我国核电事业的发展与Inconel690合金的研制

阐述我国核电事业发展的必要性 ,介绍核电蒸发器用管的情况和长钢在我国核电事业发展中的地位。

Inconel625合金和TC11合金的短电弧加工特性分析

利用短电弧加工系统对Inconel625合金和TC11合金在不同电加工参数下加工,研究了电参数的变化和电加工高温对该材料的加工性能、金相组织及硬度变化的影响。结果表明:该加工技术对两种难加工材料均具有较明显的去除率,高电压加工去除率更高,但加工表面较粗糙,而低电压加工会获得较好的表面质量。受电加工热能影响,材料金相组织均发生转变,晶粒细化明显,Inconel625合金形成318.6μm厚的热影响层,其硬度提升16.9%;TC11合金形成175.2μm厚的热影响层,其硬度提升32.8%,两种材料的性能变化均能满足后续的精加工要求。

Inconel625合金在200~600℃下力学性能及本构方程研究

研究了Inconel625合金在200~600℃的力学性能变化,利用SEM、万能材料试验机等仪器分析温度对Inconel625合金抗拉强度的影响。结果表明:Inconel625合金在200~600℃抗拉强度随着温度的升高逐渐降低,600℃时抗拉强度保留率为室温的87.7%,断裂机制由韧性断裂逐步演变为脆性断裂。开展了不同温度、不同应变速率下的高温拉伸试验,根据试验结果推导出了Inconel625合金在热变形过程中的本构方程,将实测值与预测值进行了对比,验证本构方程的准确性,其相对误差最大为6.04%,具有很好的吻合度。

Inconel 718高温合金表面铝化物涂层的制备及其形成机制

Inconel 718高温合金表面制备的铝化物涂层的组织结构及其形成机理,是提高该高温合金抗高温氧化和耐腐蚀性能的关键。采用化学气相沉积法在高温合金Inconel 718表面制备了铝化物涂层,通过结合使用材料热力学模拟软件JMatPro、X射线衍射仪、X射线能谱仪和扫描电子显微镜等表征手段,详细研究了铝化物涂层的微观组织结构。研究结果表明:在1 050℃温度条件下,经过1.5 h反应,Inconel 718表面生成了双层结构的铝化物涂层,其外层厚度为14.1μm,主要由β-NiAl相组成,内层厚度为5.9μm,由σ相和Laves相组成;外层的β-NiAl相形成是由Inconel 718高温合金中的Ni元素外扩散至表面后,与环境中的卤化铝反应而生成的;大量的Ni元素外扩散导致高温合金中的γ-Ni相减少,当高温合金中Ni元素的含量(原子分数)减少至49%时γ-Ni相中开始析出Laves相,当Ni元素的含量减少至40%时σ相也开始析出,当Ni元素的含量最终降至9%时Inconel 718高温合金完全转变成由σ相和Laves相组成的铝化物内层。研究结果深入揭示了涂层形成的机理,为优化铝化物涂层制备工艺提供了重要的理论基础。同时,对于Inconel718高温合金的高温稳定性和腐蚀性能的提升具有实际应用价值。

CVD法制备Inconel 718高温合金表面铝化物涂层高温氧化行为研究

Inconel 718高温合金是燃气轮机和航空发动机热端部件的关键核心材料,其表面通常制备有铝化物涂层,起到提高抗氧化和热腐蚀性能的作用。理解铝化物涂层的高温氧化行为,是提高部件抗高温氧化能力的关键。采用化学气相沉积(CVD)技术,在Inconel 718高温合金表面制备了铝化物涂层,在大气环境、950℃条件下开展了恒温氧化测试,采用扫描电子显微镜、X射线衍射和X射线能谱等手段,研究了其高温氧化行为,并与Inconel 718高温合金进行对比。结果表明:Inconel 718高温合金表面制备的CVD铝化物涂层,其表面粗糙,具有双层结构。外层为富含Ni和Al元素的β-NiAl层,平均厚度为14.1μm,内层为富含Fe和Cr元素的σ相与富含Nb、Mo和Fe元素的Laves相共存的互扩散层,平均厚度为5.9μm。恒温氧化后,Inconel 718高温合金表面氧化生成了Cr_(2)O_(3)膜,而CVD铝化物涂层表面氧化生成了α-Al_(2)O_(3)膜。Cr_(2)O_(3)膜和α-Al_(2)O_(3)膜的生长都遵循抛物线型生长规律,Cr_(2)O_(3)膜的生长速率常数为0.86μm·h^(-1/2),α-Al_(2)O_(3)膜的生长速率常数为0.15μm·h^(-1/2)。此外,观察发现Inconel 718高温合金发生了内氧化,而CVD铝化物涂层未出现内氧化,两者氧化行为差异的原因在于CVD铝化物涂层中的β-NiAl相,其氧化生成均匀、连续、致密的α-Al_(2)O_(3)膜,阻止了内部金属发生进一步氧化。本研究揭示了Inconel 718高温合金和CVD铝化物涂层的抗高温氧化作用机理,为Inconel 718高温合金用高抗氧化性CVD铝化物涂层的制备及应用提供了技术支撑。

稀土Y对激光熔覆Inconel 625合金抗高温氧化和热腐蚀性能影响

目的分析稀土Y添加对激光熔覆Inconel 625组织和性能的影响规律,为严苛服役环境条件下的改性Inconel 625合金设计和制备提供借鉴。方法采用真空气雾化工艺,制备含有0.1%(质量分数)Y的IN625-Y粉末,并使用激光熔覆工艺分别制备了IN625和IN625-Y的熔覆试样。对比研究二者在组织和力学性能上的差异,分析稀土Y添加对激光熔覆IN625试样表面氧化膜组成、抗高温氧化、模拟烟气及熔盐热腐蚀性能变化趋势的影响。结果IN625合金和IN625-Y试样的显微组织主要由灰色富含Ni和Cr的γ-Ni基体相和枝晶组成,而IN625-Y试样晶粒组织更为细小,且有少量Laves相析出。IN625-Y和IN625试样的显微硬度分别为(268.8±3.1)HV0.3和(265.2±3.2)HV0.3,屈服强度、抗拉强度和延伸率分别从(430.1±20.8)、(753.2±19.1)MPa和(37.6±3.4)%,提升到(433.8±21.8)、(774.8±10.4)MPa和(39.2±1.1)%。激光熔覆IN625-Y试样的高温氧化增重和气氛熔盐条件下的热腐蚀增重速率均小于未添加稀土Y的IN625试样。结论基于稀土Y添加对IN625熔覆组织的晶粒细化和洁净化作用,添加稀土Y能整体提升IN625试样的力学性能。激光熔覆IN625-Y试样表面能形成致密且稳定的Cr_(2)O_(3)氧化膜,具有更强的抗高温氧化性能,能更好地抵御SO_(2)气体及NaCl/Na_(2)SO_(4)熔盐的热腐蚀。

Inconel690合金高温高速热变形行为研究

在Gleeble-3800热模拟试验机上,采用热压缩实验研究了不同变形条件下Inconel 690合金的高温变形行为与组织演变特点。实验中采用的变形温度为1000～1200℃,变形量为70%,变形速率为1.0～80.0 s-1。根据实验结果获得了该合金的应力-应变关系,并对峰值应力进行了线性回归,由此得到了该合金的高温材料常数,激活能Q=417.6 kJ.mol-1,α=0.003196 MPa-1,n=7.51,并最终得到了Inconel 690合金的高温变形本构方程。通过金相显微镜研究了合金动态再结晶规律与温度和应变速率的关系,结果表明:变形温度对Inconel 690合金组织的影响很大,随温度的升高,动态再结晶百分数逐渐增加,且伴随着晶粒的长大;而提高应变速率,变形的时间缩短,位错密度迅速增大,动态再结晶的驱动力增加,也可以使再结晶后的晶粒细化;当温度为1150℃左右,应变速率50～80 s-1时,能够得到均匀细晶组织。

Inconel690合金表面处理方法的研究进展

介绍了Inconel 690合金的性质及其应用,重点阐述了表面处理方法,并分析了各种制备技术的优缺点。等离子体渗氮具有其它工艺无法比拟的优势,且经它处理后Inconel 690合金表面耐蚀性、耐磨性明显提高。

Inconel 690合金高速热变形过程中动态再结晶机理研究

采用Gleeble-3800热模拟实验机,对Inconel 690合金的高速热变形机理及微观组织演变机制进行了研究。试验中采用的变形温度为1 000~1 200℃,真应变为0.9,变形速率为50 s-1。利用光学显微镜OP、电子背散射衍射EBSD和透射电镜TEM研究了Inconel 690合金在高速热变形过程中组织演变的特点及动态再结晶机制。结果表明:Inconel 690合金动态再结晶的晶粒尺寸随温度的升高和应变速率的降低而增大;其动态再结晶机制主要为亚晶直接转变为晶粒不连续动态再结晶(DDRX)。

镀铬Inconel690合金管激光熔凝层中Cr的扩散行为

采用电镀铬+激光辐照表面改性方法对Inconel 690合金管进行表面处理,获得激光熔凝层。用SEM观察镀铬层及熔凝层的微观形貌,用EDX方法研究了Cr元素在熔凝层中的扩散行为。结果表明,在较浅的熔凝层中,从管壁的外缘至管的内部,Cr浓度梯度较大,呈逐渐降低趋势;随熔凝层深度的增加,Cr扩散深度增加,分布趋于均匀。