重熔处理过程对镍基合金组织变化影响论文

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Re对定向凝固Ni基高温合金组织及性能的影响

第30卷第3期2010年6月航空材料学报J OURNAL OF A ERONAUT ICAL MAT ER I A LSV o l 30,N o 3 June 2010Re 对定向凝固N i 基高温合金组织及性能的影响张俊, 张爱斌, 谭永宁, 贾新云(北京航空材料研究院先进高温结构材料国防科技重点试验室,北京100095)摘要:采用真空感应熔炼和定向凝固重熔技术制备了不同R e 含量的N i 基高温合金试样,分析了合金微观组织,测试了热处理后其室温拉伸和高温持久性能。

结果表明:R e 主要分布于基体中,在强化相中分布很少。

随着R e 含量的增加, + 共晶体积分数略有增多,枝晶杆细化明显。

热处理后立方化程度增加,共晶相含量明显减少。

R e 的加入显著提高了合金的室温拉伸屈服强度和高温持久寿命,但室温和高温塑性有所降低。

R e 主要通过固溶在基体中来阻碍粗化,增大错配度,从而提高合金综合性能。

关键词:N i 基高温合金;组织;力学性能;R e 含量DO I :10 3969/j i ssn 1005-5053 2010 3 006中图分类号:TG146 1+5 文献标识码:A 文章编号:1005-5053(2010)03-0024-04收稿日期:2010-01-20;修订日期:2010-04-10作者简介:张俊(1983 ),男,(E -m i a l)zhangb ij un1@163 co m随着航空发动机推重比的不断提高,其涡轮前进口温度越来越高,高压涡轮工作叶片普遍采用定向凝固N i 基高温合金[1,2]。

目前已经发展了四代定向凝固N i 基高温合金,其主要区别就在Re 的加入量。

第二代定向合金Re 含量达3%左右,以Re -ne150[3],P WA 1426[4],C M 186LC [5],Rene 142[6]和32[7]等为代表,具有良好的环境性能、铸造性能及组织稳定性。

激光重熔对镍基碳化钨涂层性能的影响

激光重熔对镍基碳化钨涂层性能的影响张德强;张吉庆;李金华;郭忠娟【摘要】为了进一步提高自熔性镍基碳化钨涂层综合性能,利用IPG光纤激光器YLR-3000激光加工系统进行重熔实验,激光重熔工艺参数为:离焦量3mm、扫描速度2mm/s、送粉电压8V和激光功率1200W,使用洛氏硬度计、蔡司高级金相显微镜和显微硬度计分析激光重熔后熔覆层硬度及组织的影响.结果表明:通过激光重熔后,熔覆层组织致密均匀,熔覆层中上部分组织晶粒细小,晶粒得到了细化,沿熔覆层与基体交界处晶粒向外延生且呈现柱状晶及等轴晶,组织性能良好,基体与熔覆层间冶金结合比较牢固;熔覆层硬度得到提高,显微硬度分布均匀并且与基体相比提高约3倍.激光重.熔可以改善镍基碳化钨涂层的微观形貌,提高其机械性能.优化工艺参数:激光功率1300W、重熔功率1200W、扫描速度2mm/s、送粉电压8V.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】3页(P122-124)【关键词】激光重熔;镍基碳化钨;工艺参数;显微硬度;金相组织;微观形貌【作者】张德强;张吉庆;李金华;郭忠娟【作者单位】辽宁工业大学机械工程与自动化学院,辽宁锦州121001;辽宁工业大学机械工程与自动化学院,辽宁锦州121001;辽宁工业大学机械工程与自动化学院,辽宁锦州121001;日照港油品码头有限公司,山东日照276800【正文语种】中文【中图分类】TH16在生产实践中，因为工件长期处于恶劣的环境下（磨损、疲劳、腐蚀等），会导致工件失效，失效形式大多发生在材料表面[1]。

激光熔覆技术由于具有冷却速度快、变形小、涂层稀释率低、熔覆层厚度可以控制范围大和加工过程易于实现自动化等优异特征，近年来，该技术受到了广泛的关注。

采用激光技术对表面进行强化，可实现熔覆层与基体冶金结合，获得耐磨、耐蚀、耐热及抗氧化等特性的高质量涂层，所以得到广泛应用[2-6]。

文献[7]在AZ91D镁合金表面制备Al-Si-Cu合金涂层，通过激光重熔得到组织致密均匀，涂层与基体交界处存在良好的冶金结合区域，涂层显微硬度约为基体的2.2倍，涂层组织晶粒细化和硬质相的存在使得涂层耐磨性较基体大幅度提高。

热处理工艺对镍基合金材料的高温耐蠕变性能和抗氧化性能的优化

热处理工艺对镍基合金材料的高温耐蠕变性能和抗氧化性能的优化热处理工艺对镍基合金材料的高温耐蠕变性能和抗氧化性能的优化是非常重要的，可以显著提高材料的使用寿命和性能稳定性。

本文将从两个方面进行讨论。

一、高温耐蠕变性能优化高温中，材料会受到蠕变变形的影响，导致材料的改变和寿命的缩短。

通过热处理工艺对镍基合金材料进行优化，可以增强其高温下的耐蠕变性能，延长其使用寿命。

1. 固溶处理：镍基合金材料在固溶处理过程中，通过高温和长时间的加热，使合金中的固溶元素均匀地溶解在基体晶粒中。

这可以提高材料的晶粒尺寸和晶界稳定性，减少晶界滑移和杂质的扩散，从而提高了材料的高温耐蠕变性能。

2. 沉淀强化：在固溶处理后，经过适当的时效处理，可以促使固溶体中的溶质元素形成均匀细小的沉淀相。

这些沉淀相可以阻碍晶粒的滑移和扩散，增强晶界的稳定性，从而提高了材料的高温强度和耐蠕变性能。

3. 冷变形：材料在进行固溶处理后，通过冷变形工艺，如轧制、挤压等，可以进一步细化晶粒和提高材料的力学性能。

细小的晶粒可以提供更多的晶界，抵抗蠕变变形，增强了材料的高温耐久性。

二、抗氧化性能优化镍基合金材料在高温环境中容易发生氧化反应，导致表面氧化层的形成，进而影响材料的性能和寿命。

通过热处理工艺对其进行优化，可以提高材料的抗氧化性能。

1. 热浸渗：通过在热处理过程中添加特定的元素，如铝、铬等，可以使这些元素浸渗到材料表面形成稳定的氧化层。

这样的氧化层具有较高的抗氧化性能，并且可以提供更好的耐高温性能。

2. 表面涂层：在热处理过程中，可以在材料表面涂覆特殊的抗氧化涂层。

这些涂层可以有效地阻隔氧气和其他有害物质的进入，保护镍基合金材料免受氧化和腐蚀的影响。

3. 热处理工艺参数优化：在整个热处理工艺中，温度、保温时间和冷却速率等参数的控制对于提高镍基合金材料的抗氧化性能非常重要。

适当的温度和保温时间可以使材料充分固溶和时效，从而减少材料内部应力和孔洞，防止热处理过程中产生氧化和剥落现象。

重熔处理过程对镍基合金复合涂层的组织变化影响

科技信息ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ2013年第5期作者简介：刘铎（1980—），男，汉族，工程师，主要从事特种设备型式试验、检测及复合材料制造、电阻焊和堆焊的研究。

0前言磨损是导致工程材料失效的最主要因素之一，如何通过改善材料的耐磨损性能来降低材料的损耗，一直是材料科学工作者非常关注的问题。

镍基自熔性合金（NiCrBSi ）具有较好的力学性能和耐蚀性，是一种常用的耐滑动磨损材料，其形成的NiCr 、Cr 2B 、Cr 5B 3、CrB 及一些碳化物有助于提高结合强度和硬度。

用其制备的NiCrBSi/WC 复合涂层，对于汽车气缸摩擦副的耐磨损性提高有很大作用[1-2]。

近年来，很多研究集中在添加元素对镍基合金的性能变化作用，例如Mo 的加入可以改善涂层的抗咬死性，减少熔覆层的开裂敏感性[3]；Ce 或La 2O 3可以促进硬质相和棒状第二相均匀分布，减少气孔和夹杂[4]；Al 2O 3提高复合材料涂层的整体抗冲蚀性[5]；六方BN 具有和石墨一样的润滑机制，具有更好的热稳定性，对涂层自润滑性的提高有显著影响[6]；CrC 促进硬质相形成，延长涂层在磨损过程中的使用寿命[7]。

相应的涂层制备方法有很多种，常见的有激光熔覆、火焰喷涂、等离子喷涂、高频感应熔覆、喷焊等等。

其中等离子喷涂方法使用较为普遍，其具有参数调整方便灵活，沉积效率高的优点，在耐磨耐蚀涂层制备方面应用广泛。

本文主要探讨利用超音速等离子喷涂技术制备NiCrBSi/20%WC 复合涂层，并对喷涂后的涂层进行火焰重熔处理，通过对复合涂层火焰重熔处理前后的显微组织进行检测分析，了解其微观结构变化对复合涂层机械性能的影响。

1试验方法所选用基体材料为碳素结构钢Q235A ，试样尺寸为80×40×5mm ，表面经喷砂处理后粗糙度达到R a =3.2μm ，并用丙酮清洗。

喷涂材料选用镍基碳化钨粉末（含20%WC ），粒子尺寸在50-150μm ，形貌见图1，其中不规则块状物质即为碳化钨。

热处理对Inconel合金组织的影响完整版

热处理对Inconel合金组织的影响完整版热处理对I n c o n e l合金组织的影响HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】热处理对Inconel690合金组织的影响宋云京邓化凌山东电力研究院，山东济南25002；Effect of Heat Treatment on microstructure ofInconel690SONG Yun-jing DENG Hua-lingShandong Electric Power Research Institute, Shandong Jinan 250002ABSTRACT: The effect of solid-solution and thermal treatment on microstructure, grain size and precipitate behavior were studied in this paper. It was shown that the solid-solution temperature had obvious effect on the grain size in the Inconel690. The grain size increased remarkably when the solution temperature was over 1150℃. Cr23C6 precipitated mainly in the grain boundaries. With the increase of thermal treatment temperature and time, the amount and size of Cr23C6 increased. At the same time,The distribution of Cr23C6 changed from discrete structure to semi-continuous structure. After thermal treatment of 800℃×48h, the size of Cr23C6 increased quickly.KEY WORD: Inconel690; heat treatment; microstructure摘要：研究固溶和特殊热处理（TT处理）对Inconel690合金组织的影响，结果表明：固溶温度对Inconel690晶粒度影响较大，温度超过1150℃时，晶粒显着长大，固溶处理应在1100℃以下。

合金成分及熔炼工艺对高熔点Cu-Ni合金组织及热物性的影响

（4）In Cu-Ni-Nb-Mo alloy,when the content of Ni element is stable,the thermal conductivity improves as a result of the increase of Nb and Mo,which contributes to the rise of precipitated phase,but the melting point drops.（5）Under the experiment condition,the sequence of various elements’primary and secondary effect on thermal conductivity and melting point of Cu-Ni-Nb-Mo alloy remains fixed:Ni-Nb-Mo.The effect of Ni on the copper alloy thermal conductivity and melting point is obvious.The more Ni is in copper alloy,the lower the thermal conductivity is and the higher the melting point is.Effects of elements Nb and Mo on copper alloy follow respectively.（6）Under the experiment condition,by comprehensive balance analyzing of orthogonal experiment,the optimal composition of high-conductivity and high-melting point copper alloy is Cu-15Ni-3Nb-2Mo,the thermal conductivity of which is 54.70(m·k)and the melting point1131.59℃.Key words：Cu-Ni alloy,melting process,alloy composition,microstructure,thermal conductivity,melting point,hardness目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (IV)第1章绪论 (1)1.1选题依据及意义 (1)1.2高热导率高熔点铜合金成分设计 (2)1.2.1基体材料的选择 (2)1.2.2合金元素的确定 (7)1.2.3高热导率高熔点铜镍合金制备工艺 (12)1.2.4铜镍系合金组织和性能 (14)1.3本文主要研究内容 (14)第2章实验材料、设备及方法 (16)2.1实验材料 (16)2.2实验设备 (16)2.3实验方法 (16)2.3.1合金成分设计 (16)2.3.2熔炼工艺 (18)2.3.3金相试样的制备及观察 (20)2.3.4合金熔点测定 (21)2.3.5合金热导率测量 (21)2.3.6合金硬度测试 (22)2.4技术路线 (22)第3章熔炼工艺及成分对合金组织影响研究 (23)3.1引言 (23)3.2熔炼工艺对Cu-Ni-Mo合金组织的影响 (23)3.2.1感应熔炼工艺制备的Cu-Ni-Mo合金组织 (24)3.2.2电弧熔炼工艺制备的Cu-Ni-Mo合金组织 (25)3.3合金成分对合金组织的影响 (28)3.3.1Cu-Ni-Nb-Y合金组织 (28)3.3.2Cu-Ni-Nb-Mo合金组织 (30)3.4本章小结 (33)第4章高热导率高熔点铜合金性能研究 (34)4.1引言 (34)4.2熔炼工艺对合金热物性能的影响 (34)4.2.1Cu-Ni-Mo合金热导率 (34)4.2.2Cu-Ni-Mo合金熔点 (36)4.2.3Cu-Ni-Mo合金硬度 (38)4.3合金成分对合金热物性能的影响 (39)4.3.1Cu-Ni-Nb-Y热导率和熔点 (39)4.3.2Cu-Ni-Nb-Y合金硬度 (40)4.3.3Cu-Ni-Nb-Mo合金热导率与熔点 (41)4.3.4确定最优成分 (43)4.4优化后的Cu-Ni-Nb-Mo合金组织和性能 (44)4.4.1优化后的Cu-Ni-Nb-Mo合金组织 (45)4.4.2优化后的Cu-Ni-Nb-Mo合金热物性 (47)4.5本章小结 (48)第5章结论与展望 (50)5.1结论 (50)5.2展望 (51)参考文献 (52)攻读硕士期间发表论文 (55)致谢 (56)第1章绪论1.1选题依据及意义高炉的寿命是制约生产高效化、连续化的一个重要因素，如何提高高炉的使用寿命保证高效连续化生产已成为各国冶炼工作者共同关注的问题[1]。

重熔处理过程对镍基合金组织变化的影响

科技・探索・争鸣
图２所示，有时还需进行经济本文系统总结了衬砌的各种型式及其相应的优缺点、适应范围．确定了影响衬砌型式选择的重要因素，得出了以围岩条件、隧洞运行条件、防渗要求来选择衬砌形的流程图，为之后水工隧洞断面设计中衬砌型式选择提供了依据。
５结束语
总之，机电安装工程项目作为建筑工程的重要组成部分．受到施（１０）：４３ — ４５．工单位和业主越来越多关注和重视，因为机电安装项目技术复杂、参［７］石岩峰，卫宏．工程项目施工的精细化管理措施及意义Ⅲ 山西建筑，２０１０与部门众多、工序交叉频繁．就会产生工期和质量的问题，并造成成本（３３）：１９－２１．的增加，进而影响项目的顺利完成。因此机电安装项目必然要通过提［８］辛酉阳．基于施＿Ｔ过程的“ 三全” 质量控制研究【Ｄ１．西安建筑科技大学，２０１０．
３结束语
［１］陆明万．关于应力分类问题的几点认识ｌＪ］．压力容器，２００５，２２（８）：１８ — ２３．『２］高炳军，王洪海．子俊宝．球壳大开孔接管结构参数对连接处应力分布的影响ｌＪｊ．机械与电子，２００３，１：６５ — ６７．
总之，由于在圆柱壳上开孔并安装了圆柱壳接管，主体圆柱壳的［３］龚曙光，谢桂兰压力容器分析设计中的应力分类方法咖．化工装备技术，结构连续性就遭到了破坏．在圆柱壳与接管的相贯区将产生明显的应２０００．２１（３）：２７ — ３１．力集中．而大开孔接管结构的相贯区局部存在着比主体区高数倍的集中峰值应力，因而它是疲劳断裂、应力腐蚀破坏的根源，是压力管道中［责任编辑：王静］比较薄弱的部分，无论国内还是国外的著名压力容器规范，都特别强

熔体过热处理影响合金凝固特性的机制_坚增运

文章编号:1673-9965(2009)02-138-05熔体过热处理影响合金凝固特性的机制*坚增运,周晶,常芳娥,高玉社,吕士勇,郑超(西安工业大学材料与化工学院,西安710032)摘要:对熔体过热处理影响合金液形核温度、结晶潜热和结晶相生长特性的机制进行了理论研究.从理论上得到了铝熔体中最大尺寸原子团的原子数与熔体温度、合金结晶潜热和合金中结晶相生长特性因子与合金液性质之间的理论关系式,根据得到的理论关系式可预测熔体过热温度对金属液的形核温度、合金液的结晶潜热及合金中结晶相生长特性因子影响趋势.由文中理论关系预测出A-l Si合金的形核过冷度随熔体过热温度的升高而增大、结晶潜热随熔体过热温度的升高而减小、结晶相生长特性因子随熔体过热温度的升高而减小.关键词:熔体过热;形核过冷度;结晶潜热;生长特性;原子团尺寸中图号:T G114.4文献标志码:A金属熔体的性质和状态是影响其凝固组织和性能的主要因素,近年来,人们对金属熔体的结构和性质进行了大量的研究[1-4].发现对金属熔体过热处理可显著影响合金的凝固组织和性能[5-10].目前,人们在合金熔体过热处理研究方面得到的基本结论是,熔体过热处理能明显影响合金的凝固过程特性、凝固组织和性能[5-11],但对其作用机制还不能从理论上进行解释.文中通过对熔体中最大尺寸原子团的原子数随熔体温度、合金凝固的结晶潜热及合金中结晶相生长特性因子随合金液性质变化理论关系的研究,探讨熔体过热处理对A-l Si共晶合金凝固过程特性和凝固组织影响的机制.1影响合金液结构的因素1.1合金液结构的热力学类型合金液结构的热力学类型主要由合金液中有关原子对作用能的相对大小决定.对由元素A和B 形成的二元合金液,一般用A原子与B原子的相互作用系数X AB来衡量合金液中原子对作用能的相对强弱.X AB定义为X AB=E AB-(E AA+E BB)/2(1)式中:E A A,E BB,E AB分别为合金液中A-A原子对、B-B原子对和A-B原子对的作用能.当E AB= (E AA+E BB)/2,即X AB=0时,因为合金液中A-B 原子对的能量和A-A原子对、B-B原子对的平均能量是一样的,所以原子的分布是随机的,这种合金液具有理想溶液的性质.当E A B<(E AA+ E BB)/2,即X AB<0时,因为合金液中A-A原子对和B-B原子对没有A-B原子对稳定,合金液中A、B原子互相吸引,所以,合金液中存在的是由A原子和B原子短程有序分布所形成的原子团.显然,在X AB<0这一热力学条件的作用下,合金液凝固后的组织中将会出现A与B形成的金属间化合物, A-l Cu合金属于此类.当E AB>(E A A+E BB)/2,即X AB>0时,因为合金液中A-B原子对的能量高于A-A原子对及B-B原子对的平均能量,这意味着A-B原子对不稳定,所以合金液中的A、B原子倾向于分别聚集起来,形成偏聚的状态.显然,在X AB> 0这一热力学条件的作用下,合金凝固后的组织应第29卷第2期西安工业大学学报V ol.29N o.2 2009年04月Jo ur nal of X i.an T echno lo gical U niver sity Apr.2009*收稿日期:2008-12-25基金资助:国家自然科学基金(50571076、50671075);国家973项目(2006CB605202)作者简介:坚增运(1962-),男,西安工业大学教授,主要研究方向为凝固理论、有色金属、有色合金、光电功能材料.E-mail:jianzengyun@.由以A 为基和B 为基的固溶体组成,而不应出现A 和B 形成的金属间化合物,A-l Si 合金属于此类.合金液的结构不仅与合金液中有关原子对作用能的相对大小有关,而且也受温度的影响.大量研究结果表明,合金液中原子团的尺寸随温度的升高而减小[12-14].1.2 金属液中原子团的尺寸随温度的变化关系在等温等压下,一个系统最稳定的状态应是其吉布斯自由能最小的状态.在一个由液态单原子组成的均匀系统中出现N n 个由n 个原子组成的原子团后,系统的吉布斯自由能变化$G 为$G =N n $G n -T $S n(2)式中:$G n 为形成一个原子团的吉布斯自由能变化,T 为热力学温度,$S n 为出现原子团后的组态熵.组态熵$S n 可确定为$S n =k ln(N 1+N n )!N 1!N n !(3)式中:k 为玻耳兹曼常数,N 1为液态单原子数.用Stiring 近似式ln N U N ln N -N 对式(3)进行简化,并考虑到N 1m N n 得$S n =-kN n lnN n N 1(4)若所形成的原子团为半径为r 的圆球,则$G n 为$G n =-4P r 33(T m -T )$S v +4P r 2R=-nV m (T m -T )$S vN 0+336P n 2V 2m N 20R (5)式中:$S v 为单位体积熔化熵;R 为液态单原子与原子团之间的界面能;V m 为摩尓体积;N 0为阿佛加得罗数.除R 之外,式(2)~(5)中有关参数的数值可从文献[15-17]中查到.而R 可通过测量金属液的均质形核过冷度由形核率公式计算得到.对铝来说,目前能够获得的最大过冷度为190K [18].若将此过冷度看成是铝的均质形核过冷度,可以算出铝在190K 这一均质形核过冷度下的R *为0.116Jm 2.某一温度T 下的界面能R 与均质形核过冷度T *v 下的界面能R *的关系[15-17]为R =T T *vR*(6)将式(3)~(6)代入式(2),以$G 为纵坐标,以N n 为横坐标做图,可以得到$G 随N n 的变化曲线.发现$G 先随N n 的增大而减小,N n 超过N*n后,$G 又随N n 的增大而增大.这说明N n 等于N *n 的状态应是系统的平衡状态.将式(3)~(6)代入式(2)求出d $G/d N n 后,令d $G/d N n =0可得到N *n =N 1ln -$G n k T=N 1lnnV m (T m -T )$S vN 0kT-336P n 2V 2m N 20R*kT *v(7)式(7)表明金属熔体中原子团的平衡数目N *n与原子团中的原子个数n 和温度T 有关.图1做出了不同温度下铝熔体中原子团的平衡数目N *n 随原子团中原子个数的变化曲线.可以看出:在原子团中的原子数(即原子团尺寸)一定时,铝熔体中的原子团数目随熔体温度的升高而减少;在原子团数目一定时,原子团中的原子数随熔体温度的升高而减小;原子团的数目和原子团中的原子数随温度的升高或减少的速率随熔体温度的升高而变小.图1 温度对铝液中原子团数目及原子团中原子个数的影响Fig.1 Effect of the melt temperature on the cluster number and the atom number in one cluster for liquid aluminum对凝固过程起主要作用的是金属液中尺寸最大的原子团.在N 1m N *n 的条件下,可根据式(7)确定出金属液中最大尺寸原子团中的原子数n max 随温度的变化关系336P n 2max V 2m N 20R *T *v -n max V m (T m -T )$S vN 0T= 16P R *33$S 2v (T m -T *v )2T *v(8)图2做出了铝液最大尺寸原子团中的原子数随温度的变化曲线.可以看出,在750K 左右时,铝液最大尺寸原子团中所含的原子数多达300个左右;随着温度的升高,铝液最大尺寸原子团中所含的原子数逐渐减小;当温度足够高,铝液中最大尺寸原子团中所含的原子数趋于稳定,几乎不随温度变化.139第2期坚增运等:熔体过热处理影响合金凝固特性的机制图2铝液最大尺寸原子团中所含的原子数随温度的变化关系Fig.2 Dependence of the atom number in the larg estcluster o n t he temperature o f liquid aluminum2 过热温度与形核温度的关系金属液中发生的形核一般为非均匀形核,假定晶核与形核基底的润湿角为H 、形核基底的表面为一个平面,并设晶核的形状是一个截自半径为r 圆球的球冠,则发生异质形核时,熔体中满足形核临界条件原子团中的原子数n n 为n n =32P R 3N 03V m $S 3v (T m -T )3f (H )(9)其中f (H )=(2-3co s H +cos 3H )/4.图3中的曲线1为f (H )=0.1时,铝的n n 随温度的变化曲线.将在T h 1温度过热的金属液冷至T *s 温度时,在平衡状态下金属液中原子团所含的原子数应按照曲线3增大到n *n .显然,在此条件下,铝在f (H )=0.1异质核心上的形核温度为T *n .但在非平衡状态下,金属液中原子团所含的原子数不是按照图3和图4中的曲线2增大到n *n ,而是按照图4中的曲线3增大到一个比n *n 要小的值.只有当温度降到T n 1时,铝液最大尺寸原子团中所含的原子数才会等于铝在f (H )=0.1异质核心上发生形核所需的临界原子数,从而使金属液中发生异质形核.所以,实际金属液的形核温度T n 1小于其在平衡状态下的温度T *n .图4中的曲线4为按照曲线3的规律做出的将铝液在T h 2温度过热后其最大尺寸原子团中所含的原子数随温度的变化曲线.显然,对在T h 2温度过热的铝液来说,只有当温度降到T n 2时,其最大尺寸原子团中所含的原子数才会等于铝在f (H )=0.1异质核心上发生形核所需的临界原子数.所以,在一定的过热温度范围内,实际合金液的形核温度应随过热温度的升高而减小.图3 铝的n n 及平衡条件下的n max 随熔体温度的变化关系(n n 的f (H )=0.1)Fig.3 Dependence of n n and n max in equilibrium conditio n o n the melt temper atur e of aluminum图4 铝的n n 及平衡和非平衡条件下的n max 随熔体温度的变化关系(n n 的f (H )=0.1)F ig.4 Dependence o f n n and n max in equilibrium and no n -equilibr ium condition o n the melt temper ature of aluminum以上分析说明,在一定过热温度范围内,金属液的形核温度随过热温度的升高而降低是金属液中原子团的平衡尺寸随过热温度的升高而减少和金属液中原子团的实际尺寸随温度变化的滞后性共同作用的结果.但是,从图2来看,金属液中原子团的尺寸随温度的升高而减小的速度是随温度的升高而减小的,温度高于一定值后,原子团中的原子数几乎不随温度变化.3 过热温度与结晶潜热的关系合金凝固时结晶潜热的变化是其自由能变化的一个反映.对于由A 和B 组成的二元合金液来说,其自由能为G =G 0+$H m -T $S m(10)式中:G 0为A 和B 在混合前的自由能总和,$H m 和$S m 分别为混合热和混合熵.G 0,$H m 和$S m 可分别用以下关系式确定G 0=x A L 0A +x B L 0B (11) $H m =X A B x A x B(12) $S m =-R(x A ln x A +x B ln x B )(13)式中:x A 和x B 分别为A 和B 的摩尔分数;L 0A 和L 0B140西安工分别为A 和B 的克分子自由能;R 为气体常数.对原子以均匀随机分布的理想二元合金液,因其X AB =0,故由式(10)可得其自由能G *为G *=G 0-T $S m (14)将式(14)与式(10)比较,可以看出实际合金液的自由能比理想合金液的自由能多出了一项,这就是混合热G -G *=$H m =X A B x A x B(15)显然,多出的混合热必然对合金的结晶潜热产生影响,根据结晶潜热的定义可以确定出实际合金液的结晶潜热$H 与理想合金液结晶潜热$H *的关系为$H =$H *+X AB x A x B (16)图1和图2表明金属液中原子团的尺寸和数目随温度的升高而减小,大量实验结果也证实,合金液温度越高,合金液中原子团的数量和尺寸越小[12-14].对由A 和B 组成的二元合金液来说,合金液中原子团的数量越少、尺寸越小,A -B 原子对的数目越与理想溶液的相接近.而A -B 原子对的数目越与理想溶液相接近,意味着合金液的X A B 越接近于0.以上分析说明二元合金液的X A B 的绝对值应随温度的升高而减小.这样,由式(16)可知,A-l Si合金的结晶潜热应随温度的升高而减小.以上分析没有考虑合金液中的空位对合金液自由能和结晶潜热的影响.而合金液中的空位浓度是随合金液温度的升高而增大.显然,合金液中空位的浓度的增大必然会引起合金液自由能的增大,合金液自由能的增大必然会引起结晶潜热的增大.4 过热温度与相生长特性的关系结晶相的生长特性取决于其A 因子.A 因子与结晶潜热之间的关系为A =$H GRT m v(17)式中:v 为固体内部一个原子的配位数;G 为固/液界面层上一个原子与同层原子的配位数.A 越大,结晶相以小平面生长的趋势越大.A <2时,结晶相以非小平面方式长大;A >5时,结晶相以小平面方式长大;2[A [5时,结晶相以混合方式长大.将式(17)代入式(18)得A =$H *G R T m v +X AB x A x B G RT m v=A *+X AB x A x B G R T m v(18)式中:A *为合金液中的原子以均匀随机分布时结晶相的生长因子.对X AB >0的A-l Si 合金来说,其X A B 随温度的升高而减小.这样,由式(18)来看,A-l Si 合金的也应随温度的升高而减小.这样,A-l Si 合金结晶相以小平面生长的趋势应随温度的升高而减弱.5 结论1)从理论上研究了金属液中原子团的原子数随过热温度的变化关系,得到了过热处理影响合金结晶相形核温度、结晶潜热和生长特性因子的理论关系式.2)根据所得到了理论关系式,可预测出A-l Si 合金的形核过冷度应随熔体加热温度的升高而增大、结晶潜热应随熔体加热温度的升高而减小、结晶相生长特性因子应随熔体加热温度的升高而减小.参考文献:[1] V asin M G,Lad'yanov V I.Structural tr ansit ions andN onmonoto nic Relax atio n Pro cesses in L iquid M etals [J].P hysical R ev iew E,2003,68(5):512021.[2] Hpolland -M orutz D,Schenk T ,Simo net V ,et al.Shor t -range O rder in U nder cooled M etallic L iquids [J].M ater ials Science and Eng ineering A ,2004,375/377:98.[3] Chen Ho ng sheng ,Z u Fangqiu,Chen Jie,et al.T heEffect o f M elt Ov erheating on the M elt Str ucture T ransitio n and So lidified Structur es of Sn -Bi40Allo y [J].Science in China,2008,51(9):1402.[4] Y in F S,Sun X F,Guan R H ,et a l.Effect of T her malH isto ry o n the L iquid St ruct ur e o f a Cast N icke-l base Super alloy M 963[J].Journal of A llo ys and Co m -pounds,2004,364(1/2):225.[5] Eskin D G,Sav ran V I,K atg erman L.Effects of M eltT emperatur e and Casting Speed o n the St ruct ur 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the latent heat o f cry stallizatio n and the pro perty of allo y melt and betw een the behavior o f cry stal grow th and the pro perty of alloy have been developed.In term s of these theoretical for mulae,the dependent tendency o f the nucleation temperature,the latent heat of crystallization and the behavior of cr ystal gr ow th of alloy melt on melt temperature can be predicted.T he predicted r esults about A-l Si alloy show that the nucleation increases w ith increasing the m elt superheating,the latent heat of cry stallizatio n and the behav ior o f cry stal g row th decrease w ith incr easing the m elt superheating,w hich are in ag reem ent w ith the ex periential results.Key words:melt superheating;nucleation undercooling;cry stallizatio n latent heat;gro w th behavior;cluster size(责任编辑、校对张立新) 142西安工业大学学报第29卷。

重复固溶对Inconel 718合金组织性能的影响

重复固溶对Inconel 718合金组织性能的影响韦康1,2, 王涛1,2*, 张明军1,2, 张勇1,2, 李钊1,2, 万志鹏1,2（1．中国航发北京航空材料研究院，北京 100095；2．先进高温结构材料重点实验室，北京 100095）摘要：以982 ℃固溶水冷状态的Inconel 718合金棒材为研究对象，分析该合金经重复固溶再时效处理后的组织性能，并与直接时效处理进行对比。

结果表明：在941~1010 ℃范围内重复固溶，随着固溶温度的升高，晶粒无明显变化，但是δ相含量逐渐减少，主要强化相γ′′的析出量增多，使合金硬度、高温拉伸强度和高温持久寿命显著提高，高温拉伸塑性、高温持久塑性在982 ℃固溶时达到极大值。

与直接进行时效处理相比，经982 ℃重复固溶再时效处理后的组织性能无明显变化，更低的重复固溶温度对性能不利，而更高的重复固溶温度则使性能提高。

关键词：Inconel 718合金；重复固溶；固溶温度；组织；性能doi：10.11868/j.issn.1005-5053.2020.000055中图分类号：TG146.1 文献标识码：A 文章编号：1005-5053(2021)01-0053-07Inconel 718合金（国内牌号GH4169）是一种铁-铬-镍基沉淀强化型变形高温合金，在650 ℃以下具有较高的强度、良好的抗疲劳和抗氧化腐蚀性能，广泛应用于航空、航天、核能和石化领域的涡轮盘、环件、叶片、轴、紧固件和机匣等[1-3]。

这归功于Inconel 718合金组织、性能对热加工工艺极其敏感的特点，通过调整热变形与热处理参数，可以获得不同晶粒尺寸和不同析出相特征，进而获得不同性能水平的各种冶金产品与锻件，以满足不同零件的应用要求[4-5]。

目前，国内外关于Inconel 718合金常用的热处理制度有3种[6]：①1010～1065 ℃，1 h，空冷 + 720 ℃，8 h，以50 ℃/h炉冷至620 ℃，8 h，空冷；②950～980 ℃，1 h，空冷 + 720 ℃，8 h，以50 ℃/h炉冷至620 ℃，8 h，空冷；③720 ℃，8 h，以50 ℃/h炉冷至620 ℃，8 h，空冷。

固溶淬火处理对Al-Zn-Mg-Cu合金性能的影响

固溶淬火处理对Al-Zn-Mg-Cu合金性能的影响摘要：经过多种不同的固溶处理技术，我们将Mg.9A1.1Zn一0.2Mn（质量分数）的合金经历了150~C/5h的高温加热，并经由X光线衍射、金相显微镜和扫描电镜的检查，以确定其显微组织和硬度值的变化，以深入探讨这些技术的应用。

经过固溶处理，p.Mgl7A112相能够被有效地分离，从而被有效地融合进Ct-Mg基体之中。

此外，通过调节固溶温度，增加固化持久性，也能够有效地降低ct—Mg枝晶之间的p-Mg17A112相的硬脆性，从而将它们从晶体之外的析出过程改善成晶体之内的析出。

然而，如果固溶温度和持续的固溶时间超标，就会使ⅱ.Mg基体的结构变得更加粗糙，甚至会引起过热的情况。

在固溶处理完成的时期，-Mgl7A112相会通过非饱和固溶体的形态，分别形成不同的晶体结构，进一步增强了材料的强度。

关键词:固溶处理;显微组织;性能Al-Zn-Mg-Cu系（AZ系镁复合材料拥有优异的性质，其致密低、刚度高、抗震性强、抗电磁干扰功能强，而且制备工艺简单，所以，它已经被应用于宇航、汽车行业、计算机与光电通信等行业。

由于Al-Zn-Mg-Cu系合金拥有紧凑的六边形结构，而且相比于f或A1金属，它的滑动系数要小得多，这使得它的加工变形更具挑战性。

另外，由于它的低熔点Mg1A112相容易在凝固时产生，而且随着温度的升高，它也会发生软化或粗化。

经过多种技术的应用，包括合金化、形变热处理和粉末冶金，Al-Zn-Mg-Cu的结构具备更高的抗热震功能和更优良的力学特性。

镁合金热处理的目的在于减少铸件中的内应力,从而改善其力学性能。

随着3C产品的普及，热处理技术已经成为一种重要的技术手段，它不仅可以促进相变，还可以促进合金元素的扩散，而热处理的时间则是影响原子扩散程度的关键因素。

此外，材料的微观结构变化也会对其性能产生重要的影响，因此，热处理技术在改善镁合金压铸件的性能方面发挥着至关重要的作用。

固溶处理对热轧Inconel 601合金组织与力学性能的影响

第42卷第3期2021年6月特殊钢SPECIAL STEELV o l.42. No. 3Ju n e 2021 • 79 .固溶处理对热轧Inconel 601合金组织与力学性能的影响李吉东u王岩谷宇王斌u(1太原钢铁（集团）有限公司先进不锈钢材料国家重点实验室，太原030003;2山西太钢不锈钢股份有限公司技术中心，太原030003)摘要通过光学显微镜、扫描电镜、万能拉伸试验机和硬度计等研究了1〇8〇 ~ 1200 t固溶温度对热轧态 Inconel 601合金微观组织和力学性能的影响。

结果表明：热轧态合金基体为沿轧制方向拉长的奥氏体晶粒组织，同时弥散有少量氮化物，沿晶界有大量碳化物析出。

随着固溶温度的升高，再结晶晶粒逐渐长大，碳化物缓慢溶解，强度及硬度逐渐降低；当固溶温度提高到1160 T：时，晶粒尺寸均匀，碳化物基本全部溶解,合金的H RB硬度值由84降至71，伸长率由52%提升至70%。

获得最佳力学性能的固溶工艺为丨140 ~丨160弋保温50 min。

关键词Inconel 601合金固溶处理微观组织力学性能Effect of Solution Treatment on Structure and MechanicalProperties of Hot Rolled Inconel 601 AlloyLi Jidong1,2,Wang Yanl2,Gu Y u1,2and Wang Bin1'(1 State Key Laboratory of Advanced Stainless Steel Materials,Taiyuan Iron & Steel(Group)Co Ltd,Taiyuan 030003；2 Technology Center,Shanxi Taiyuan Stainless Steel Co Ltd,Taiyuan 030003)Abstract Effect of 1080〜1200 T! solution tem p eratu re on stru ctu re and m ech an ical pro p erties of hot rolled Inconel 601 alloy is stu d ied by m eans of optical m icroscope, scan n in g electron m icro sco p y, h ard n ess teste r and ten sile teste r. T he resu lts show that the stru ctu re of th e hot rolled alloy m atrix is elongated au sten ite grain stru ctu re with less d isp ersed n itrid e, b ut the m assive carb id e p recip itated along austenite grain boundary. W ith the in creasin g solution te m p e ra tu re, th e recry stallization grain size in creases g ra d u lly,th e carb id e dissolves slo w ly,th e strength and h ard n ess d ecreases gradually. W hen the solution tem p eratu re is 1160 X! ,th e crystal grain size is u n ifo rm,th e carb id e dissolves co m p letely,th e H RB h ard n ess value of alloy d ec reases from 84to 71 ,a n d the elongation in creases from 52%to 70% . T he best m echanical pro p erties of alloy can be obtained by so lid-solution treated process at 1140 〜1160 Ti for 50m in.Material Index In conel 601 A lloy, Solution T rea tm en t, M icro stru ctu re, M echanical PropertyInconel 601合金具有优异的高温抗氧化性能、较好的高温力学性能和耐腐蚀性能,并且易于成形、加工和焊接，主要用于加热设备、化学工业、环境污染控制、航空、航天以及动力工业中。

热处理工艺对镍基合金材料的强度和韧性的调控

热处理工艺对镍基合金材料的强度和韧性的调控热处理工艺是一种重要的金属材料加工过程，通过对材料进行加热和冷却过程的控制，可以改变材料的组织结构和性能。

镍基合金材料是一类具有高强度、高温抗氧化、耐腐蚀性能的特殊金属材料，广泛应用于航空航天、能源、化工等领域。

在镍基合金材料的热处理工艺中，可以通过调控工艺参数来改变材料的强度和韧性，进而满足不同工程应用的需求。

首先，热处理工艺可以通过固溶处理和时效处理来提高镍基合金材料的强度。

固溶处理是指将材料加热至固溶温度，使合金元素均匀溶解，然后迅速冷却。

这样的处理过程可以消除材料中的析出相和析出偏析，提高晶界的稳定性，使材料具有更高的强度。

但固溶处理过程中材料的硬度较高，易出现脆性断裂现象，因此还需要进行时效处理来提高材料的韧性。

时效处理是将固溶处理后的材料再次加热至一定温度，保温一段时间，然后冷却。

这样的处理过程可以使材料中的析出相细化、均匀分布，晶界附近的析出物增多，强化晶界，从而提高材料的韧性。

其次，热处理工艺还可以通过调控加热温度和冷却速度来调节镍基合金材料的强度和韧性。

在加热温度方面，随着温度的升高，合金元素的固溶度增大，固溶处理效果更好，材料的强度增加。

但过高的温度会导致合金元素的挥发、氧化和晶粒长大，影响材料的抗氧化和耐腐蚀性能。

因此需要根据合金元素的特性和应用要求选择合适的加热温度。

在冷却速度方面，快速冷却可以使合金元素更均匀地分布在晶粒内，减少晶界偏析，提高材料的强度；而慢速冷却则有利于减少应力和残余应变，提高材料的韧性。

因此，冷却速度的选择也需要综合考虑材料的性能需求和热处理工艺的可行性。

此外，热处理工艺还可以通过合理选用合金元素和微合金元素来调控镍基合金材料的强度和韧性。

合金元素的选择决定了材料的组织结构和相变行为，进而影响材料的性能。

在镍基合金中，常用的合金元素有钼、铬、钴等。

这些元素可以通过固溶处理和时效处理来调控材料的析出相，增强材料的强度和韧性。

不同重熔处理对镍基自溶性粉末合金涂层构件疲劳性能的影响

ｗｉｈｌｎｅｅｔｐｅｅｖｔｏｉ，ｔｅｓｚｎｕｎｉｆｔｅｐｒｓｔｅｈｏｔｇｗｏｌｎｒａｅａｄｔｏｇｒｈａｒｓｒａｉｎｔｍｅｈｉｅａｄｑａｔｔｏｈｏｏｉｉｓｉｔｅｃａｉｕｄｉｃｅｓｎｙｎｎ
ｍｉｒｓｒｃｕｅｒｂｅｖｄｗｉｈｓａｎｎｌｃｒｎｍｉｒｓｏｅ（ＥＭ）Ｔｈｅｕｔｓｏｄｔａｉ— ｃｏｔｕｔｒｓｗｅｅｏｓｒｅｔｃｎｉｇｅｅｔｏｃｏｃｐＳ．ｅｒｓｌｈｗｅｈｔａｄｓｔｃｉｕｉｅｌｙｒｆｒｅｎｔｅｉｔｒａｅｂｔｅｈｏｔｎａｅｎｈｕｓｒｔｆｓｅｉｅｓａｔｒｉｔｄｆｓｖａｅｏｍｄｉｈｎｅｆｃｅｗｅｎｔｅｃａｉｇｌｙｒａｄｔｅｓｂｔａｅｏｐｃｍｎｆｅｎｆ
个试样疲劳强度降低．关键词：热喷涂；重熔处理；疲劳试验；显微组织；疲劳强度
中图分类号：ＴＨ１４１文献标识码：Ａ
Ｅｆｅｔｏｉｆｒｎｔｐｏｔｆｓｄｔｅｔｅｓｏａｉｕｒｏｍａｅｏｏｐｏｎｓｆｃｆｄｆｅｅｓ－ｕｅｒａｍｎｔｎｆｔｇｅｐｅｆｒｎｃｆｃｍｎｅｔ
不同重熔处理对镍基自溶性粉末合金涂层构件疲劳性能的影响
李新勇
（兰州工业学院交通工程系，甘肃兰州７０５）３００
摘要：为了研究重熔处理对构件疲劳性能的影响，３＃以５钢为基体，以镍基自熔性粉末合金为喷涂材料的热喷涂试样在电退火炉中进行３种不同时间的重熔处理后进行弯扭疲劳试验，应用扫描电子显微镜对不同试样的显微组织进行观察．结果表明：不同重熔处理后涂层材料均在界面形成了明显的扩散层，层与基体的黏结强度高，喷经涂使涂试样疲劳强度均高于基体试样；随着保温时间的延长，涂层中孔隙的大小及数量随之增多．同时，涂层中的ｃｒ固化生成ＣＢ和Ｃ７ｓ导致整个涂层基体硬度降低．而使裂纹优先在孔隙界面萌生，ｒｒＣ，从并沿较软基体扩展，最终使整

堆焊工艺对镍基堆焊层组织和性能的影响

堆焊工艺对镍基堆焊层组织和性能的影响采用光学显微镜、X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和显微硬度计，研究了等离子弧堆焊层和钨极氩弧堆焊层的组织和性能。

堆焊的基材为X65管线钢，焊丝是ERNiCrMo-3。

实验结果表明：等离子焊的堆焊层外观要比氩弧焊的堆焊层的外观美观；尽管其工艺参数有所不同，但在堆焊层区域都具有柱状晶和共晶组织，堆焊层中的柱状晶为γ固溶体，共晶组织为γ和M23C6(M为Cr、Mo、Nb、Fe等)；由于焊接方法不同，相同电流施焊时的线能量也不同，等离子弧焊能量输入集中，氩弧焊能量输入分散，导致等离子焊的熔池加深，稀释率变大，堆焊层的厚度减小，基体受到热影响严重，造成硬度上升。

由厚度测试结果可知，随着堆焊线能量的增加，堆焊层的厚度减小；由极化曲线和交流阻抗的测试可知，堆焊层的耐蚀性能随着堆焊电流的增大而减弱；氢致开裂实验结果表明，熔合区不存在氢鼓泡、裂纹等缺陷；显微硬度测试结果表明，熔合区受到组织转变的影响，其硬度会发生突变，硬度值要高于基材和镍基堆焊层。

关键词：等离子焊氩弧焊镍基合金显微硬度耐蚀性The research of microstructure and properties of Nickel-base alloy hardfacing layer by using different welding methodsAbstractThe thesis is to investigate the microstructure and properties of nickel-based alloy hardfacing layer with plasma welding and TIG welding by means of the optical metalography (OP)，the scanning electron microscopy(SEM), X-ray diffraction (XRD) and the microhardness test. The substrate of welding is pipeline steel X65 with ERNiCrMo-3 as welding wire. The experimental results demonstrate there is two kinds of welding methods, exterior morphology of plasma welding joint looks better than that of TIG welding joint. Although process parameters of two kinds of surfacing is different, the columnar crystal and eutectic structure appear in the layer region, columnar crystal is γsolid solution, eutectic structure is made of γ and M23C6. Because of the difference between the two welding methods, when using the same current , line energy is also different. The energy of plasma welding is much concentrated, and the energy of TIG welding is divergent, they may cause weld pool of plasma welding more deeper ,dilution rate more bigger, the thickness of hardfacing layer reduces, parent metal is heat affected seriously, causing hardness higher. According to the result of microhardness test, as the line energy of surfacing is increased, the thickness of hardfacing layer is reducing. According to the test of polarization curve and ac impedance, the corrosion resistance of hardfacing layer is declined when the current increase. The result of HIC show there is no h y drogen bubbling or cracks in fusion area. The result ofmicrohardness test show, fusion area is affected by structure transform, its hardness would mutations, hardness value is higher than parent metal and nickel-based alloy hardfacing layer.Key words: Plasma welding TIG welding Nickel-base alloysMicrohardness Corrosion resistance目录第1章前言 (1)1.1研究背景和意义 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.2.1堆焊技术的发展 (2)1.2.2镍基合金的耐蚀性 (3)1.3堆焊焊接工艺方法 (3)1.3.1等离子焊（PAW） (4)1.3.2氩弧焊（TIG） (5)1.4堆焊中容易产生的缺陷 (6)1.4.1主要缺陷 (6)1.4.2解决措施 (7)1.5镍基合金焊接性及其焊接工艺 (8)1.5.1镍基合金的焊接性 (8)1.5.2镍基合金焊接工艺制定原则和焊接工艺 (9)1.6镍基合金堆焊层组织与性能 (10)1.6.1镍基堆焊焊接接头的组织与性能 (10)1.6.2镍基合金堆焊层组织与性能 (11)1.7研究内容 (11)1.7.1堆焊工艺方法对堆焊层组织和性能的影响 (12)1.7.2堆焊线能量对堆焊层组织和性能的影响 (12)第2章实验方法 (13)2.1实验思路 (13)2.2实验材料 (14)2.2.1管线钢(X65) (14)2.2.2堆焊材料(ERNiCrMo-3) (15)2.3实验设备 (15)2.4实验过程 (17)2.4.1基材表面处理 (17)2.4.2堆焊工艺 (18)2.4.3实验方法 (18)第3章堆焊工艺方法对堆焊层组织和性能的影响 (20)3.1堆焊工艺方法对堆焊层厚度的影响 (20)3.2堆焊工艺方法对堆焊层宏观形貌的影响 (20)3.3堆焊层的XRD分析 (21)3.4扫描电镜分析 (22)3.5堆焊工艺方法对堆焊接头剖面显微硬度的影响 (26)3.6堆焊工艺方法对极化曲线的影响 (27)第4章堆焊线能量对堆焊层组织和性能的影响 (29)4.1等离子堆焊线能量对堆焊层厚度的影响 (29)4.2堆焊线能量对试样组织的影响 (30)4.2.1堆焊线能量对母材组织的影响 (30)4.2.2等离子堆焊线能量对堆焊层组织的影响 (31)4.3堆焊线能量对堆焊层硬度的影响 (32)4.4堆焊线能量对堆焊层电化学性能的影响 (33)4.4.1极化曲线分析 (33)4.4.2交流阻抗分析 (34)4.5堆焊线能量对堆焊层氢致开裂（HIC）的影响 (35)第5章结论 (37)参考文献 (38)致谢 (40)第1章前言1.1研究背景和意义随着石油化工工业的迅速发展，处于高压、高温以及在腐蚀条件下操作的设备越来越多，并有向大型化、高参数发展的趋势，不锈钢生产这类设备是首选材料。

热处理对镍基高温合金组织和性能的影响

沈阳工业大学硕士学位论文热处理对镍基高温合金组织和性能的影响姓名：郭永安申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：于宝义;肖旋20070305沈阳工业大学硕士学位论文合金样品在箱式炉中分别进行热处理，热处理制度为：ａ）、分别在１１００，１１２０，１１４０，１１６０，１１８０，１２００℃固溶保温２ｈ，然后空冷到室温；ｂ）、在１１２０℃固溶处理ｌ，２，３，４ｈ然后空冷到室温；∞、在１１２０。

Ｃ固溶保温２ｈ，然后分别以空冷、炉冷和水淬的方式冷却：ｍ、在１１２０。

Ｃ固溶处理２ｈ，空冷至室温，然后在１０５０。

Ｃ高温时效２ｈ，空冷至室温；ｅ）、ａ）、ｂ）、ｃ）和ｄ）处理后，加上８５０。

Ｃ时效２４ｈ，空冷至室温。

金相样品腐蚀液为２０９ＣｕＳ０４＋５０ｍｌＨＣＩ＋１００ｍｌＨ２０。

利用ＪＳＭ．６０３１场发射扫描电镜观察Ｙ’相形貌，采用图象分析软件测量Ｙ’沉淀相的平均尺寸。

并在ＨＲｌ５０洛氏硬度计上测试其洛氏硬度。

２．２固溶温度的影响２．２．Ｉ固溶温度对组织的影响Ｋ４４５合金铸态条件下枝晶干Ｙ’相呈立方体形貌，枝晶间Ｙ’相租大且形状不规则（图２．１ａ、ｂ所示）。

在枝晶间和晶界含有少量的Ｙ／Ｙ’共晶和块状碳化物（图２．１ｅ所示）。

这是因为在凝固过程中首先形成枝晶干的单相固溶体，同时，Ａｌ和Ｔｉ等元素向枝晶问液相富集，使剩余液相中的溶质浓度达到共晶点，生成Ｙ＋Ｙ’共晶。

二次Ｙ’相都是图２．１Ｋ４４５合金的铸态组织Ｆｉｇ．２．１皿ｅｍｉｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＫ４４５ａｓｃａｓｔａ）枝晶干ｙ’形貌”枝晶间Ｙ’形貌ｃ）枝晶问Ｙ／Ｙ’共晶和ＭＣ型碳化物由过饱和Ｙ固熔体析出的，由于枝晶问富含Ａｌ、Ｔｉ等Ｙ’相形成元素，造成枝晶间处Ｙ相的过饱和浓度较大，增加了Ｙ７相长大的驱动力，造成枝晶间的ｙ’相尺寸较大。

合金经１１００．１２００℃固溶处理后的Ｙ’相形态如图２．２所示。

由图可以看出随着固溶温度的提高，二次Ｙ’尺寸由１１００℃时的４２０ｈｍ增大到１１４０℃时的４９０ｈｍ，当固溶热处理对镍基高温合金组织和性能的影响幽２．２削溶揣度对￥’相彤貌的影响Ｆｉｇ．２．２ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｏｌｉｄｓｏｌｕｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎＹ’ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｓａ）１１００℃ｄｅｎｄｒｉｔｅｂ）１１２０℃ｄｅｎｄｒｉｔｅｃ）１１４０℃ｄｅｎｄｎｔｅｄ）１１６０＂０ｄｅｎｄｒｉｔｅｅ）１１８０。

熔炼工艺对TA10铸锭中镍元素的影响

分析认为，在自动混布料制备电极的方式下，电极中镍的分布是很不均匀的，采用别的试验方法已经证实，原料经混合、混料后加入模腔时，大部分中间合金及纯金属有聚集于模腔底部的趋势，尤其是，镍的密度远大于钛，更加剧了此趋势。采用西部钛
结果显示，在二次ＶＡＲ法制备ＴＡ１０铸锭时，当一次熔炼采用直流稳弧电流，成品熔炼采用交流稳弧电流时，成品铸锭尾部镍含量超出ＧＢ／Ｔ３６２０１标准中０６％～０９％的要求。当两次熔炼均采用交流稳弧电流时，成品铸锭头、中、尾镍含量均满足标准要求，且分布均匀。
钛及钛合金的密度小，比强度高，焊接性能好，同时具有优异的耐蚀性能，因此，在航空航天、舰船制造及化工行业具有广泛应用。ＴＡ１０钛合金名义成分为Ｔｉ－０３Ｍｏ－０８Ｎｉ，目前普遍采用ＶＡＲ法熔炼。从凝固角度讲，镍元素密度为８９ｇ／ｃｍ３，远大于钛，不利于其在液态熔池内的均匀分布，同时，其平衡分配系数为０４，属于易偏析元素，因此，在ＶＡＲ法制备ＴＡ１０铸锭时，制定合理的熔炼工艺，是保证镍元素成分均匀性的关键因素。
２结果与讨论
熔炼过程中的基本参数包括熔炼电流、搅拌磁
作者简介：谢强（１９７５－），男，工程师，主要从事钛及钛合金加工工作。
场、熔炼电压、及弧间距等，其中熔炼电流及搅拌磁场是最重要的控制参数［１］。在本次试验中，验证了稳弧电流所产生的搅拌磁场的重要作用。当一次熔炼采用不同的稳弧电流时，二次熔炼的ＴＡ１０成品铸锭化学成分发生显著变化，表１、表２分别为采用不同稳弧电流的情况下，ＴＡ１０成品铸锭的化学成分。

熔体过热处理技术及其在镍基高温合金中的应用研究进展

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精密成形工程
2017 年 05 月
入，不仅增加了合金的密度和成本，也导致了更多有害相以及缺陷的形成，因此，为了降低新型高温合金元素偏析、改善组织，发展和优化新型的熔化和凝固工艺成为一种必然趋势。自从 20 世纪初以来，研究发现，熔体过热处理对合金熔体特性、凝固组织和性能产生了重要影响[1—31]。当合金熔体经过过热处理之后[15]，合金中元素在枝晶干和枝晶间的偏析减弱，枝晶间距减小，增加了强化相的数量，并且改善了强化相的尺寸和分布状态，提高了合金的性能。目前熔体过热处理方法主要归结为以下 3 种：① 简单过热法[28—29]，是指将熔体加热到液相线以上某一最佳的熔炼温度，保温适当的时间后直接浇注成形的工艺；② 循环过热法[28]，是一种通过选择合金对应的最佳的熔炼温度区间、保温时间和循环次数，将熔体在这一温度区间内往复循环加热冷却，然后浇注的工艺；③ 热速处理，是指将熔体加热到液相线以上的最佳温度，保温适当的时间后迅速降到浇注温度进行浇注的工艺，主要包括高低温熔体混熔法，冷料激冷法，熔体激冷法等[29—31]，通过这些方法可以将高温熔体结构迅速的保留到更低的温度。
留到低温熔体，从而大幅提高合金性能。系统介绍了熔体过热的原理、主要处理技术以及如何通过 X 射线
衍射和物性参数测量来确定熔体过热处理参数，重点介绍了熔体过热处理技术在优化高温合金凝固组织和
提升性能方面的应用，最后提出了熔体过热处理技术发展的方向和面临的挑战。
关键词：镍基高温合金；熔体过ed superalloy, as one of the most key core materials indispensable to manufacture turbine blades in advanced aero engines, has been limited to further improve temperature capability by alloying. Melt structure has important influence on solidification process, solidification microstructure, properties and forming quality of the alloy. Change of melt structure induced variation of melt properties directly and further performance change. However, effect of the melt structure was generally ignored during the preparation of alloy. Due to heredity effect of alloy melt, the melt structure at high temperature was retained to that at low temperature by melt overheating treatment technology, and the performance was thus promoted substantially. Principle of melt overheating, major processing technology and determination of melt overheating parameters by X-ray diffraction and measurement of physical property parameters were introduced systematically. Application of melt overheating treatment in microstructure optimization and performance promotion of Ni-based superalloys was reviewed. Finally, challenges and future development orientation of melt overheating treatment were proposed. KEY WORDS: Ni-based superalloy; melt overheating treatment; melt structure