Al含量对GH4169镍基合金组织及其稳定性的影响

GH4169合金中当Al含量处于合金标准范围内(0.45%)时,其晶内强化相γ″和γ′分开析出,晶界主要析出相为δ相;当Al含量为1.24%以上时,合金晶内析出γ″/γ′"包覆组织",晶界δ相显著减少,而析出了大量的Laves相和少量的M_7C_3相及σ相.680℃,1000h长期时效后,高Al合金中"包覆组织"长大缓慢,但晶界相数量显著增加,尺寸明显长大,而且析出了α-Cr相.随Al含量增加,这种趋势更加明显.Al含量增加显著地降低合金的室温冲击韧性,680℃长期时效后,冲击值更低.

Fe-Cr-C系耐磨堆焊合金研究进展

Fe-Cr-C堆焊合金具有成本低、品种多、耐磨性好等优点,是当前堆焊合金研究的重要方向之一,应用前景广阔。本文针对Fe-Cr-C堆焊合金的凝固行为、组织演变规律、焊态合金典型显微组织特征、耐磨性影响因素等研究内容进行论述,在此基础上介绍了该堆焊合金的具体工程应用,并对今后的研究方向进行了展望。

搭接对激光熔覆Ni60合金涂层组织影响的研究

通过激光熔覆在45#钢基体上获得了质量良好的单道和多道搭接的Ni60合金涂层。研究了搭接对激光熔覆Ni60合金涂层显微组织的影响。结果表明,单道熔覆涂层中M7C3型碳化物形貌为树枝状,尺寸较小;多道搭接涂层中M7C3型碳化物形貌为不规则的块状、针状、串珠状等,且尺寸粗大。

纳米Y_2O_3对过共晶Fe-Cr-C堆焊合金表面微观组织与耐磨性的影响

目的研制一种新型添加纳米Y2O3的过共晶Fe-Cr-C堆焊合金,改善堆焊合金粗大的初生M7C3碳化物,提高堆焊合金的耐磨性。方法采用明弧堆焊的方法制作堆焊合金,用金相电子显微镜对其表面微观组织进行观察,用洛氏硬度计对其表面硬度进行测量,用砂带摩擦磨损试验机对其表面耐磨性进行评价,用扫描电子显微镜对其磨损形貌进行观察。最后,利用错配度理论对M7C3的细化机理进行分析。结果过共晶Fe-Cr-C堆焊合金由初生M7C3和共晶组织(共晶M7C3、奥氏体及部分马氏体)组成。未添加Y2O3的堆焊合金初生M7C3比较粗大,其平均尺寸在22μm,硬度为55HRC,磨损量为0.85mg/mm2。经纳米Y2O3改性之后,堆焊合金的初生M7C3尺寸变小,其平均尺寸为16μm,硬度为57HRC,磨损量减少为0.59 mg/mm2,Y2O3的(001)面与正交M7C3的(100)面之间的二维错配度为8.59%。结论 Y2O3可以成为M7C3的非均质形核核心,从而细化了过共晶Fe-Cr-C堆焊合金的初生M7C3碳化物,提高了过共晶Fe-Cr-C堆焊合金表面耐磨性。

凝固速度对高铬铸铁M_7C_3型初生相的影响

采用液态金属冷却的定向凝固设备,研究了凝固速度对3.35wt%C-27.5wt%Cr高铬铸铁原位生长复合材料初生M7C3型碳化物的影响。结果表明,凝固速度较高时初生M7C3型碳化物为空心或实心的六边形,随着凝固速度的降低,出现了U形和L形M7C3型碳化物;实心六边形、U形和L形初生相M7C3型碳化物横截面的硬度值为HV 2500左右,而空心六边形碳化物的硬度值为HV 1550左右;初生相M7C3型碳化物在定向凝固过程中具有两种生长方向。

A1对GH4169合金冲击性能的影响

研究了A1对GH4169合金晶界相的析出和冲击性能的影响.结果表明,提高Al含量可抑制晶界δ相的析出,促进晶界Laves相、M_7C_3相和σ相等有害相的析出;随着Al含量的提高,GH4169合金的室温冲击性能明显降低,冲击断口由穿晶型转变为沿晶型.提高Al含量所导致的Laves相等有害脆性相的析出降低了晶界强度,使晶界裂纹更容易萌生和扩展,降低了GH4169合金的冲击韧性.

大型渗碳炉用CrNiNRE耐热钢辐射管的失效机理研究

应用SEM电镜、能谱分析及X射线衍射等方法研究了高镍铬含氮和稀土的奥氏体型CrNiNRE耐热钢辐射管在长期高温渗碳中的失效机理和组织特征。结果表明,CrNiNRE钢在长期高温和单边渗碳作用下,使得M7C3碳化物持续长大,并促使奥氏体区域退缩和沿碳化物周边形成裂隙;合金元素的重新分布造成基体贫铬;管内壁氧的侵入形成氧化空洞和疏松;这些因素的综合作用导致构件最终贯通穿孔而失效。

过流冷却体法中高铬铸铁初生相的细化研究

采用过流冷却体法制备高铬铸铁半固态浆料,对初生相的细化过程进行研究。结果表明:过流冷却体改变了高铬铸铁熔体的温度场、成分场,且合金熔体间、熔体与过流冷却体间存在剪切应力,使初生相得到细化;树枝状奥氏体和长杆状M7C3碳化物的细化受熔体的温度、温度梯度和粘度影响较大;在凹槽半径较小或温度较高的过流冷却体中熔体温度较高,温度梯度较小,粘度较小,使奥氏体的细化以枝晶臂熔断为主;M7C3碳化物因[0001]方向生长速度较小及剪切作用而细化;在凹槽半径较大或温度较低的过流冷却体中温度较小,温度梯度较大,粘度较大,剪切应力较大,使奥氏体的细化以枝晶臂弯曲折断为主,碳化物以折断、分裂而细化。

微合金化多元高铬铸铁磨球的研制

利用地方资源开发研制并生产的微合金化高铬铸铁磨球,在实际应用中收到了优异的效果。本文重点介绍了其化学成分的选择,铸造、热处理工艺的确定,性能检测及应用结果。

过流冷却体表面形状和倾斜角度对过共晶高铬铸铁中初生碳化物形貌及尺寸的影响

采用过流冷却体法制备了过共晶高铬铸铁,主要研究过流冷却体表面形状和倾斜角度对过共晶高铬铸铁中初生M7C3型碳化物形貌及尺寸的影响。结果表明:表面凹槽半径较大的过流体制备的初生M7C3型碳化物更细小、圆整;在较大倾斜角时,两种不同表面形状的过流冷却体制备的初生M7C3型碳化物的形貌及尺寸与较小倾斜角制备的相比,前者的差异更明显。

内燃机气阀钢 5Cr21Mn9Ni4N 中的 M_7C_3 相与热加工裂纹研究

采用综合分析方法研究了５Ｃｒ２１Ｍｎ９Ｎｉ４Ｎ气阀钢中Ｍ７Ｃ３相的形貌特征及化学组成，并对钢中钙含量与Ｍ７Ｃ３相及铸、锻件热裂的关系进行了探讨，从而提出了消除热裂纹的有效方法。

6Cr21Mn10MoVNbN钢热变形显微组织研究

采用Gleeble 2000热模拟试验机研究了不同变形条件对6Cr21Mn10MoVNbN气阀钢热变形后显微组织的影响。结果表明,6Cr21Mn10MoVNbN钢试样热变形时随变形温度升高动态再结晶晶粒尺寸增大,M7C3相数量先减少后增加;随着变形速率升高或变形后冷却速度加快,再结晶晶粒尺寸和M7C3相数量减小。动态再结晶未完成时,再结晶晶粒随变形量的增加而细化,而M7C3相难以析出;动态再结晶完成后,随变形量的加大,再结晶晶粒粗化和M7C3相数量逐步增多。M7C3相析出是在热变形结束后的冷却过程中进行的,主要在晶界上形核,析出机制为γ0→γ1+M7C3的胞状脱溶。

堆焊速度对高铬合金M_7C_3相及耐磨性的影响

采用药芯焊丝埋弧堆焊方法制备含2.4%～2.6%C,21%～22%Cr,2.7%～2.9%V,0.3%～0.5%Ti(质量分数)的高铬堆焊合金。借助光学显微镜和X-射线衍射,考察了堆焊速度对高铬合金的M7C3相形态及数量的影响。湿砂橡胶轮磨损试验结果表明,堆焊速度显著影响其耐磨性,当速度为28.3cm/min时,耐磨性最佳,是速度为30cm/min试样的9.5倍;此外,由于化学成分或显微组织不均匀性过大,致使其磨损失重与试验载荷并不满足传统的正比关系。

高铬铸铁中不同初生相在不同凹槽半径过流冷却体中的形貌演变

采用过流冷却体法制备高铬铸铁半固态浆料,研究高铬铸铁中不同初生相在不同凹槽半径过流冷却体中的形貌演变。结果表明:采用过流冷却体法细化高铬铸铁半固态浆料组织是行之有效的方法。呈树枝状长大的初生奥氏体的细化在凹槽半径较小的冷却体中以熔断为主,在凹槽半径较大的冷却体中以扭折为主。呈杆状长大的初生M7C3型碳化物在冷却体中的细化以破碎、折断、劈裂为主,在凹槽半径较小的冷却体中较凹槽半径较大的冷却体中易形成包裹层较厚的杆状碳化物,且较难被破碎和折断。

复合变质高铬铸铁

通过添加不同含量的 V、RE合金元素 ,对普通高铬铸铁进行复合变质处理 ,研究其显微组织、机械性能及抗磨性 ,得出 :经 V、RE复合变质的高铬铸铁 ,可使碳化物转变为孤立的块状 ,冲击韧性和抗磨性均提高 ,当含 0 .2 5 % V、0 .7% RE时 ,ak 约提高 60 。

发动机排气门用钢5Cr21Mn9Ni4N中的M_7C_3相与热裂纹原因探讨

分析和测定了５Ｃｒ２１Ｍｎ９Ｎｉ４Ｎ钢中Ｍ７Ｃ３相的形貌特征及化学组成，并对钢中钙含量与Ｍ７Ｃ３相及铸、锻件热裂纹的关系进行了探讨。当该钢中钙含量大于０．００６８％及铸锭冷却过缓时，就易在该钢中形成大而脆的Ｍ７Ｃ３的晶界薄膜，使铸、锻件常常出现热裂纹。

稀土变质处理对耐磨高铬铸铁组织性能的影响

本文采用稀土变质荆对高铬铸铁进行变质处理，通过OM和SEM测试观察高铬铸铁变质处理前后及热处理前后的形貌及微观组织，并通过硬度、冲击韧性及磨损量测试研究变质和热处理对其力学性能的影响。结果表明：高铬铸铁在经过稀土变质处理后组织细化，网状碳化物破碎成孤立块状，硬度、冲击韧性及耐磨性提高；经过950℃-1000℃正火处理后，碳化物进一步破碎，在奥氏体基体上析出弥散的二次碳化物，进一步提高了高铬铸铁的硬度、韧性和耐磨性能。

Nb含量对制氢转化炉管HP合金组织转变规律影响的研究

离心铸造的HP40和HP40-Nb合金被广泛用作制氢转化炉炉管材料,通常管壁温度可高达1000℃。通过观察HP40和HP40-Nb合金在原始铸态和高温状态下的显微组织,研究了不同Nb含量对合金共晶组织稳定性的影响。采用扫描电镜和X射线衍射仪研究了炉管材料的显微组织和相结构。研究结果表明：在碳含量0.4%左右的HP合金中,Nb含量0.210%-0.357%时主要起到固溶强化作用,共晶碳化物主要是M7C3,仅有少量的富Nb共晶MC散布在晶界上;当Nb含量0.89%-1.55%时,HP40-Nb原始铸态组织中析出了富Cr的M7C3碳化物和富Nb共晶MC。对于高温状态下的HP40-Nb合金,在晶界和枝晶间形成的富Nb共晶的MC提高了原始共晶组织的稳定性,使得炉管材料的使用温度可向高温推移。

铸铁与铬丝原位反应的研究

采用1135℃×20min的工艺,让提前置于铸铁中的铬丝与周围碳原子原位反应生成M7C3[(Fe,Cr)7C3]型铸铁复合材料,对复合区进行显微组织观察分析、显微硬度测量、耐磨性能测试。结果表明,复合区硬度最高达到1750HV0.05,平均硬度是基体的9～11倍。复合材料的耐磨性相对于铸铁标准试样提高了2.89倍。

钛含量对高铬铸铁耐磨性能的影响

研究了含0.1%、0.6%、1.1%、1.6%钛的高铬铸铁的硬度和耐磨性能与组织之间的关系。通过金相组织图、XRD测试、EDS分析以及磨损试验,发现钛的添加对高铬铸铁的耐磨性能有显著影响,形成的TiC对(Cr,Fe)7C3碳化物有明显的细化作用,但是过多的钛会导致TiC团聚并减少基体组织中的含碳量,对高铬铸铁的耐磨性能造成负面影响。当钛含量为1.6%时,高铬铸铁硬度达到HRC 63,有着最佳的耐磨损性能,其热处理工艺为1 020℃保温2h,油淬,再经250℃保温4 h,空冷。