不同热处理制度对Ni30合金显微组织演变的影响

目的探究不同固溶和时效热处理制度对Ni30合金微观组织演化的影响规律,为制定和优化Ni30合金热处理制度提供指导。方法将电镦件上所取样品在950、1000、1020和1050℃下进行保温30 min后水冷的固溶处理,以及720℃保温4 h后空冷的时效处理。基于优选的固溶热处理制度,在700、720、740、760和780℃下分别进行2、4和24 h保温后空冷的时效处理。结合JMatPro数值模拟,采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和电子背散射衍射仪等手段,研究Ni30合金的显微组织演变。结果在同一时效制度下,随着固溶温度的升高,大尺寸晶粒逐步吞噬周围的细小晶粒从而发生长大,Σ3^(n)(n=1,2,3)晶界比例明显增大,共格孪晶界变得更加笔直细长,析出相以NbC、TiC、Cr_(23)C_(6)等为主。在同一固溶热处理制度下,时效温度的升高会促进晶粒尺寸的增加和γ′强化相的析出,能够有效阻碍位错的迁移运动;时效时间的延长能够促进晶粒尺寸的小幅增加和纳米尺度γ′、Cr_(23)C_(6)等二次碳化物复合强化相的析出。结论Ni30合金电镦件推荐采用的固溶热处理制度为1020℃×30 min+水冷,时效热处理工艺制度为720℃×4 h+空冷,在此条件下能够获得较好的显微组织。

退火温度和冷拔变形量对Ni30合金组织性能的影响

采用扫描电镜、X射线衍射以及电子背散射衍射技术等研究了不同再结晶退火温度和不同冷拉拔变形量对小规格气阀用Ni30合金线棒材组织性能的影响。结果表明:在1020℃再结晶退火后,能够消除合金热轧组织的加工硬化效应,降低显微硬度,晶界碳化物完全溶解,晶粒均匀细小,有利于后续的冷拉拔变形。随着冷拉拔变形量的增大,退火态合金的原始奥氏体晶粒中产生大量形变孪晶组织,变形晶粒由<001>//拉拔方向取向逐渐转变为<111>//拉拔方向取向。当变形量达到60.3%时,变形组织整体呈现出纤维状特征,奥氏体晶粒被分割成为若干孪晶-母相片层结构。综合考虑材料性能和加工难度,拉拔变形量的选择不宜超过56.4%。

Fe70Ni30合金粉体触媒及合成金刚石中杂质元素的原子发射光谱分析

为了分析合成金刚石中的杂质元素,以粉体Fe70Ni30合金触媒及石墨为原料,用静态高压技术合成出金刚石,分别对触媒和金刚石进行了原子发射光谱分析。测试结果表明：触媒里具有Co、Ca和Mn等22种含量值在0.0001-1.5 wt%之间的杂质元素;合成金刚石中有含量值在0.00005-0.02 wt%之间的Fe、N i和Ca等10种杂质元素。这些杂质元素对金刚石质量和性能的影响进行了定性讨论。采用粉末触媒合成金刚石,其合成晶体中含有一定量的杂质元素是很难避免的,除合理采用合成工艺外,还可以通过严格控制原材料纯度等一些措施,来降低合成晶体中杂质元素的含量,进而提高合成金刚石的质量。

低过冷Cu70Ni30合金熔体凝固组织粒化机制

采用熔融玻璃净化技术 ,使大体积Cu70Ni30合金获得 2 70K深过冷 ,在宽过冷范围内合金不同过冷度区间的凝固组织演化表明 ,存在 2类晶粒细化和 2类不同的枝晶花样。其中 ,介于 38K～ 12 0K过冷区间 ,由于再辉过程中的化学过热 ,首先发生了枝晶熔断 ,熔断后的枝晶段在界面能驱动下 。

固溶时效处理对Ni30高温合金组织和性能的影响

为了探究Ni30高温合金的固溶生产工艺,本工作以Ni30高温合金作为研究对象,结合JMatPro数值模拟,对其进行固溶和时效热处理。采用金相显微镜、SEM、EDS和XRD等手段研究了不同固溶温度对Ni30高温合金组织和性能的影响。结果表明:随着固溶温度的升高,合金中的碳化物逐渐溶解,晶粒尺寸逐渐长大,晶粒长大过程符合Arrhenius公式,晶粒长大激活能为74.33 kJ/mol。随着固溶温度的升高,硬度先下降后趋于稳定,最大为41.8HRC;在800℃高温拉伸试验过程中,抗拉强度、屈服强度先上升后下降,拉伸断口基本以韧窝为主,当合金在1080℃固溶时,经时效处理后抗拉强度值最高为810 MPa,屈服强度值最高为700 MPa。

Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30)合金熔体与金属W的润湿行为

用座滴法研究了Zr55Al10Ni5Cu30合金液滴与W基片在连续升温和不同温度下保温20 min的润湿动力学.结果表明:随着温度的升高, Zr55Al10Ni5Cu30与W基片的接触角不断减小,润湿半径不断增大,润湿过程大约在6 min内完成.在连续升温过程中,润湿动力学分为孕育、准稳态和稳态三个阶段.在1173-1223 K温度范围内等温润湿动力学分为准稳态和稳态两个阶段. Zr55Al10Ni5Cu30合金液滴与W之间的润湿为反应性润湿,在界面处发生了W的溶解和扩散现象.在制备Zr55Al10Ni5Cu30/W非晶复合材料时,必须合理选择制备工艺,严格控制界面反应.

Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_30块状非晶合金的高温压缩断裂

利用Gleeble 1500热模拟试验机研究了Zr55Al10Ni5Cu30块状非晶合金的高温压缩断裂.在室温情况下,在块状非晶合金断面的脉纹壁上出现了带有锯齿形边缘的裂口.在高温情况下,Zr55Al10Ni5Cu30块状非晶合金的宏观断面变得粗糙不平并出现了台阶.随着实验温度的不断上升,断面粘性流动特性变得更加明显,断面出现了大面积类似流动熔体凝固后的特征结构.塑性形变产生的最大剪切面的绝热温升或熔化是块状非晶合金局部粘性流动的原因.

Cu-30Ni合金机械冲击表面纳米化组织和性能(英文)

采用大应力塑性变形(机械冲击)技术对Cu-30Ni合金表面进行纳米化处理。利用原子力显微镜技术、纳米压痕试样、显微硬度测量、电化学分析和电子功函数等手段分别测试原始样品、大应力塑性变形纳米化处理样品的晶粒尺寸、力学性能、腐蚀性能。结果表明,与原始样品相比,大应力塑性变形纳米化处理样品的表面晶粒尺寸达到40nm;力学性能显著改善。电化学测试表明,表面纳米化提高了合金的耐腐蚀性能,耐腐蚀性能变化与电子功函数变化一致。机械冲击工艺技术能够使Cu-30Ni合金表面纳米化,从而提高了表面力学性能和耐腐蚀性能。

Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30)合金熔体与不锈钢的润湿行为

用座滴法研究了Zr55Al10Ni5Cu30合金熔体与不锈钢基片在连续升温和不同温度下保温20min的润湿动力学,用扫描电镜观察了润湿冷凝样品的界面形貌,用能谱分析、X射线衍射等研究了界面反应,分析了Zr55 Al10Ni5Cu30与不锈钢基片之间的扩散和界面问题。结果表明:随着温度的升高,Zr55Al10Ni5Cu30与不锈钢基片之间的润湿角减小,润湿半径增大;1223,1273K时等温润湿动力学分3个阶段:孕育阶段、准稳态减小阶段和趋于平衡阶段,温度高于1323K时润湿只有趋于平衡阶段;Zr55Al10Ni5Cu30合金与不锈钢之间的润湿为反应控制型润湿,界面处有明显的扩散层和界面反应层;合金熔体一侧含熔体与不锈钢反应生成的Cr2Zr,界面处含反应生成的Al5Cr;在制备Zr55Al10Ni5Cu30/不锈钢非晶复合材料时必须合理选择制备工艺,严格'控制界面反应。

Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30)块状非晶合金靠近玻璃转变点的等温纳米晶化

研究了Zr55Al10Ni5Cu30块状非晶合金靠近玻璃转变点等温晶化过程.结果表明:420℃退火5h,出现了尺寸为20 nm左右的晶相,同时,非晶基体也出现了尺寸为1-2 nm分布均匀的团簇状结构;退火10 h,析出的晶相尺寸为20-50nm,所占的体积分数为40％;退火20 h之后,非晶相完全转变为亚稳相,析出的晶相尺寸为50 nm左右,并没有出现明显的长大现象.退火得到的晶相为Cu10Zr7,Zr2Ni及一些未能标定的相,这些相在420℃具有相对的稳定性,没有向稳定相转变.退火后,残余非晶相的热稳定性降低.等温退火过程经历了从非晶相→团簇状结构→亚稳相的转变过程.

Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30)块状非晶合金的循环形变及疲劳特性

对称循环载荷作用下Zr55Al10Ni5Cu30块状非晶合金的循环疲劳特性的测试表明,完全非晶试样在常应力幅循环载荷作用下出现了轻微的循环软化现象.非晶基体中析出的细小淬态相使试样出现了更加明显的循环软化现象,而且细小淬态相在循环载荷作用下有从非晶基体向外突出的趋势,在淬态相与非晶基体的界面处还出现了微裂纹.但是带有粗大晶相块状非晶试样在循环形变过程中循环软化现象又变得不是很明显.

轧制工艺对氢分离V_(55)Ti_(30)Ni_(15)合金显微组织的影响

采用扫描电镜、透射电镜技术,研究轧制工艺对氢分离V55Ti30Ni15合金显微组织的影响。轧制前的热处理和轧制温度对轧制态合金显微组织和性能有很大影响。研究结果表明:热处理提高了合金的单道次极限轧制率,不同轧制温度单道次极限轧制率相比于铸态合金提高量均在30%以上。合金在中温下轧制其组织发生软化,随温度升高轧制变形抗力降低,单道次轧制压下量增加,钒基体和Ni Ti相的塑性随之提高,变形后显微组织更加均匀。

粉末状态对激光立体成形Zr_(55)Cu_(30)Al_(10)Ni_5块体非晶合金晶化行为的影响

基于金属熔体结构的遗传性,激光熔池的快速熔凝导致粉末的晶化状态可能会对最终成形件的晶化产生重要影响,理清其影响规律对于制备大块非晶合金具有重要意义.本文选取等离子旋转电极法所制粉末和1000 K退火态粉末为沉积材料,采用激光立体成形技术沉积Zr55Cu30Al10Ni5块体非晶合金,考察了粉末中已有晶化相对熔池及热影响区晶化行为的影响.结果发现,原始粉末组织由非晶相及粗大的Al5Ni3Zr2相组成;当激光线能量较低时,相应熔覆层的熔池和热影响区皆含有Al5Ni3Zr2相;随着线能量的提高,熔池中Al5Ni3Zr2相消失,保持了非晶态,但热影响区晶化加重,并有大量Al5Ni3Zr2相析出;当采用退火态粉末时,即使线能量较小,相应熔覆层仍主要由非晶构成,几乎无Al5Ni3Zr2相析出.这是由于原始粉末在退火时其微观结构发生重排,与Al5Ni3Zr2相关的原子短程/中程有序结构减少,导致已沉积层非晶区的热稳定性提高,不利于Al5Ni3Zr2相析出.可见,提高线能量将会加剧非晶沉积体的晶化,而粉末中的Al5Ni3Zr2团簇相状态对Zr55Cu30Al10Ni5合金沉积层的晶化有重要影响.

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 %

不同相变行为Ti_(50.6)Ni_(19.4)Pd_(30)合金的力学性能表征

制备了可以呈现两种相变行为的Ti_(50.6)Ni_(19.4)Pd_(30)高温形状记忆合金。力学性能试验结果表明,与B2-B19一阶相变的合金试样相比,当合金呈现B2-B19-B19’两阶相变时,试样的力学性能差异明显。在一阶相变的合金试样的断口形貌上观察到了较多的空洞和韧窝。两种合金试样在亚稳奥氏体状态下,都获得了完全的线性伪弹性。由于B19’相较大的弹性模量,B19’-B19相变使得两阶相变合金弹性模量曲线在相变区表现为一个台阶,B2-B19相变对应于曲线的凹谷。

退火工艺对Cu-30Ni合金管耐海水腐蚀性能的影响

通过电化学测试方法研究了不同参数退火后Cu-30Ni合金管在静止人工海水中的腐蚀行为.结果表明,海水腐蚀初期,富Ni表面膜对Cu-30Ni合金管耐海水腐蚀性能的影响起主要作用,其相对于基体成为阳极性保护,且随着退火温度升高,保温时间延长,Cu-30Ni合金管抗蚀能力越好;随着海水浸泡时间的延长,退火后Cu-30Ni合金管的显微组织结构对海水腐蚀性能影响占优,细小的富Ni颗粒成为微电池的阳极,优先被腐蚀;720℃×30 min热处理后试样抗腐蚀性能较好,腐蚀40天后,没有发现点蚀坑.

退火对Zr_(55)Al_(10)Ni_(5)Cu_(30)非晶合金晶化过程及压缩性能的影响

通过差示扫描量热法、X射线衍射和压缩性能测试等研究了退火对Zr_(55)Al_(10)Ni_(5)Cu_(30)非晶合金晶化过程和压缩性能的影响。结果表明:Zr_(55)Al_(10)Ni_(5)Cu_(30)非晶合金的玻璃转变温度和晶化行为与升温速率有关,随着升温速率的增加,玻璃转变温度T_(g)、初始晶化温度T_(x)、第一放热峰温度T_(p1)和第二放热峰温度T_(p2)均有所增加。Zr_(55)Al_(10)Ni_(5)Cu_(30)非晶合金在T_(g)以下的温度退火时,合金处于非晶态。合金在过冷液相区加热并保温足够的时间将发生相分离或晶化现象。F-Zr_(2)Ni和tP-AlZr相的析出与退火温度和保温时间有关,而tI-Zr_(2)Cu相只会在高于T_(p2)温度析出。当析出F-Zr_(2)Ni晶化相时,Zr_(55)Al_(10)Ni_(5)Cu_(30)非晶合金的抗压强度大幅减小,当析出tI-Zr_(2)Cu晶化相时,合金的抗压强度比析出F-Zr_(2)Ni晶化相时有所提高,但仍远小于铸态合金。

热处理条件对V_(55)Ti_(30)Ni_(15)合金显微硬度的影响

研究了热处理条件对V55Ti30Ni15合金显微组织和硬度的影响。结果表明,V55Ti30Ni15合金铸态组织为枝晶结构,并且枝晶之间有网状粗大的多相组织。而对V55Ti30Ni15合金进行热处理会使其硬度下降。

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。

变频调速控制机械合金化Cu_(50)Ni_(30)C_(20)性能分析

在变频调速控制下,文章采用机械合金化工艺制备了Cu_(50)Ni_(30)C_(20)非晶态合金,并与恒速不变的几种控制比较,分析了合金分体和材料的性能。结果表明:球磨转速采用变频调速方法与恒定不变转速相比,制备的合金粉末粒度较小,获得的合金块体抗压强度较高。