_Cr在Incone1718合金中析出行为的微观分析
δ相析出对718镍基超合金静态再结晶之影响研究
δ 相析出對718鎳基超合金靜態再結晶之影響研究Influence of δ Phase Formation on Static Recrystallization of Inconel 718 侯文星*,** 李驊登* 王尚智***蔡忠君**劉昱磊*Wun-Sin Hou*,***Hwa-Teng Lee** Shang-Chih Wang*** Chung-Chun Tsai* Yu-Lei Liu*** *國立成功大學機械系 **榮剛材料科技股份有限公司 ***工業技術研究院摘要718鎳基超合金的材料特性，主要係受晶粒大小及其分佈之影響，本研究主要係探討熱鍛及冷成型718進行固溶化處理時，δ 相析出對靜態再結晶晶粒細化之影響。
本研究結果顯示熱鍛之718超合金，可以藉由適當的固溶化熱處理控制，達到晶粒度31..8μm之完全靜態再結晶組織，但是當鍛件內部如有大量的δ 相析出殘留時，在進行熱處理時會因為δ 相阻礙靜態再結晶之進行，導致未再結晶組織殘留，則無法達到晶粒度調整及細化的效果。
當熱鍛製程改以冷成型應變，接續於950℃加熱15分鐘，因大量微細的δ 相迅速析出，立即抑制靜態再結晶之晶粒成長，使得晶粒由67μm細化至2~3μm，顯然此製程之細晶效果優於熱鍛之熱機細晶製程。
關鍵詞: 熱機製程、靜態再結晶、超合金及δ 相The mechanical properties of Inconel 718 superalloy are fundamentally dependent upon the size and uniformity of the grain structure. In this study, δphase precipitation influences on the grain refinement during static recrystallization are compared between hot forging and cold forming.Adopting an alternative approach, this study shows that a full static recrystallization effect of grain size 31.8μm can be obtained in Inconel 718 superalloy by solution heat treating the as-forged component at a minimum temperature of 1000℃for 10 min. In addition, the experimental results confirm the importance of controlling the forging conditions such that both the size and the amount of δ phase precipitates formed at the grain boundaries during the forging process are reduced. Specifically, it is shown that if a large number of coarse δ phase precipitates remain within the partially-recrystallized, forged microstructure, these precipitates prevent the grains from undergoing static recrystallization during heat treatment processing and therefore prevent a further refinement of the grain structure. When the hot forging process is replaced by cold forming and followed by heat treated to 950℃for 15 min. Because the δ phase immediately precipitated and retarded the static recrystallizated grain growth. The average of grain sizes are refined form 67μm to 2~3μm. Clearly, the grain refined effect of proposed process is superior to thermomechanical process.Keywords: thermomechanical; static recrystallization; superalloy;δphase一、前言718超合金具優良的高溫機械性質及抗高溫氧化腐蝕的特性，常被應用在石化產業及航太飛機引擎的零組件，晶粒度及晶粒分佈影響718之機械性質甚鉅，於是在AMS 5662規範中即明確規定：材料截面積小於58cm2之晶粒度，須為ASTM No.5或更細，且No.3~5的比例必須小於20%(總截面積)，截面積大於58cm2之晶粒，為ASTM No.4或更細，No.2~4的比例必須小於20%(總截面積)，亦即不能有混晶產生[1]。
激光喷丸IN718镍基合金的高温晶粒演变规律及析出相分析
212013"
摘要：为了研究激光喷丸I718铢基合金的高温晶粒演变规律及其高温析出相，开展了不同功
率密度的激光喷丸强化试验，并对激光喷丸试样进行高温保持试验，对比分析了不同温度和激
光功率密度作用下试样的显微硬度以匕外，通过扫描电子显微镜(SEM)观测了试样的晶粒形貌，
并采用能谱仪(EDS)对IA718合金的高温析出相进行分析.研究结果表明，高温保持冷却后试样
基金资助项目(2018M630526)；
省
“六
才高峰”高次人才
养资助项目(GDZB - 050 )；
省
工
测与控制重点建设实验室开放课题
(JSKLEDC201503)；江苏大学“青年骨干教师培养工程”资助项目(2016016)
第一作者简介：黄舒(1983一),女，
东 ，副研究员，
(huangshu11@ ),主要从事激光特种加工及材料疲劳特
排灌机械工程学报 Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engineering
2019 年 8 " 第37卷第8期 Aug. 2019 Vol.37 No.8
IN718
及析
的高温晶粒 分析
黄舒，刘牧熙*，胡晓奇，李红宇，胡磊
(江苏大学机械工程学院，
中图分类号：TN249 文献标志码：A 文章编号：1674-8530(2019)08-0730-07
Do/ 10N969/j王sn.1674-8530.19因018
开放科学(资丸IN718鎳基合金的高温晶粒演变规律及析出相分析[J].排灌机械工程学报,2019,37(8) #730-736. HUANG Shu, LIU Muxi, HU Xiaoqi, rt al. Analysis of grain evolution and precipitated phase in IN718 alloy subjected to laser perf ning at elevaten temperature] J]. Joursai of drainage and irrigation machinery engineering(JDIME) , 2019,37(8) #730-736.( in Chinese)
Inconel 718合金δ相的析出及变形工艺的热模拟研究的开题报告
Inconel 718合金δ相的析出及变形工艺的热模拟研
究的开题报告
【题目】
Inconel 718合金δ相的析出及变形工艺的热模拟研究
【背景】
Inconel 718合金是一种高强度、高温合金，具有良好的耐热、抗腐蚀和抗氧化性能，在航空航天、化工等领域得到广泛应用。
然而，在高
温和高应力下，Inconel 718合金易发生δ相析出，导致合金性能下降，
甚至失效。
因此，δ相析出及其对变形行为的影响研究是非常重要的。
【研究内容】
本研究将采用热模拟技术，通过改变不同热处理参数，模拟δ相在不同状态下的析出过程，研究其析出机理及变形行为。
具体研究内容包括：
1. 通过不同的加热速率、保温时间等参数控制合金在不同温度下的
热处理过程，模拟合金在不同温度下的δ相析出过程。
2. 利用金相显微镜等手段观察合金微观组织结构的变化，分析δ相
析出对合金力学性能和耐热性能的影响。
3. 采用拉伸试验和压缩试验等手段研究Inconel 718合金在δ相析出状态下的变形行为，并探究其变形机制。
【研究意义】
通过对Inconel 718合金δ相析出及变形行为的热模拟研究，可以更
深入地了解δ相对合金性能的影响及其析出机理，为Inconel 718合金的
应用提供更为可靠的参考。
同时，本研究可以为其他高强度、高温合金
的研究提供借鉴。
关于718高温合金讨论
报告人：赵晓明 2007.12.14
镍基高温合金的相元素组成及作用
镍基高温合金的相结构及化学计量式
镍基高温合金的两种主要强化相结构
AMS5596A标准规定IN718的成分
使用温度在540－705℃
IN718的温度时间转变（TTT)曲线
1150℃1h水淬后的（TTT)曲线
无
文献中报道的IN718热处理制度
低温固溶＋时效 （927～1010℃）固溶 10-60min，空冷，718℃×8h炉冷 +620℃×18h空冷。 高温固溶＋时效 （1038～1066℃）固溶 10-60min，空冷，760℃×10h炉 冷+649℃×20h空冷。 适用于初始晶粒比较大的铸造合金，不适应于晶粒较小的 锻造合金。δ相熔解会促进晶粒长大
镍基高温合金强化机理
固溶强化 沉淀强化（最高70％的沉淀相） 1.沉淀相的数量是获得强化效果的 基本条件－通过冷速的调整。 2.沉淀相大小是一个非常重要的 参 量。存在一个临界质点尺寸，临界 尺寸处可以获得最大的强化效果。 3.沉淀相的形貌和质点间距。
质点尺寸对Ni－Cr－Al－Ti 性能的影响 合金
IN718激光立体成形件
IN718薄壁试样件
IN718空心叶片
IN718激光成形、焊接性良好
不同粉末特性LSFIN718的熔凝组织
GA激光沉积试样组织
PREP激光沉积试样组织
LSF制备IN718的性能提高与改善
Material condition（25℃） GAGH4169 As-deposited LRFGAGH4169+HT LRFPREPGH4169+HT Wrought UTS[MPa] 845 1240 1360 1340 %0.2YS [MPa] 590 1133 1170 1100 %0.2YS [MPa] 935 985 930 EL[%] 11 9 18 12 EL[%] 8 21 12 RA[%] 26 16 26 15 RA[%] 13 26 15
inconel718合金δ相的析出及变形工艺的热模拟研究
4个浅孔钻探,1个深孔钻探完成
1600米钻孔任务;相思江生态家园完成全部4千米围墙修建及1101亩征地清表任务;涵碧楼酒店项目已与台商进一步磋商,取得共识,土地招拍挂即可启动;草坪休闲旅游主题小镇被评为全市新型城镇
化示范乡镇,今年成功争取中央预算内资金1300万元;漓东百里生态示范带重要旅游通道草坪段碧草二级公路全长8.6公里,总投资5195万元,已于10月8日竣工通车;连接兴阳公路的兰口至大田公路
进入实质性规划和招商阶段。前三季度全区旅游总人数145万人次,实现
旅游收入7.2亿元,同比增长18%。
(五)积极推进绿色农业发展,促进了生态乡村建设。
全区已通过自
治区无公害认定的农产品基地面积达
4万亩,被自治区
农业厅确认为广西创建无公害蔬菜生产示范基地县(区) ,成为桂林市"菜篮子"产品供应的重要基地。桂林国家农业科技园区XX核心区建设顺利推进,
成功申报小农水重点县项目并启动建设,农村土地承包经营权确权颁证登记试点工作完成
2.08万亩。积极培育农业产业化主体,全区农民专业合作社已达36家,家庭农场1个。以"道路硬化、村屯绿化、
饮水净化"为重点的生态乡村建设扎实推进。筹集1247万元完成50.56公里农村道路硬化,占任务91.51%;计划用2年时间,改造全区乡村公路
部营院等基层政权
设施相继启动建设
或建成使用。分别
与桂林旅游学院、
广西师范大学、桂林理工大学签订了《校地战略合作协议》,推进了校地合作和共赢发展。XX岭南园林历史文化名镇(全市城镇化示范乡镇、广西第二批 "百镇建设示范工程"镇)项目完成规划设计,良
丰下村风貌改造和桂阳公路XX镇西侧风貌改造工作已经全面启动建设,社区服务中心、XX垃圾中转站等项目即将投入使用。
镍基高温合金中碳化物的析出行为和控制机制基础研究
一、概述镍基高温合金作为一种重要的结构材料，在航空航天、能源等领域有着广泛的应用。
其中，碳化物作为一种常见的析出相，对镍基高温合金的性能具有重要影响。
对碳化物的析出行为和控制机制进行基础研究具有重要意义。
二、碳化物的析出行为1. 碳化物的种类在镍基高温合金中，常见的碳化物有M23C6、M7C3等。
它们具有不同的晶体结构和析出方式，对合金的性能影响也不同。
2. 碳化物的析出温度镍基高温合金在高温下，碳化物的析出温度是一个重要参数。
通过实验和模拟计算，可以确定不同条件下碳化物的析出温度范围，为控制碳化物的析出提供依据。
三、碳化物的控制机制1. 合金成分对碳化物析出的影响合金中的元素对碳化物的析出有着重要的影响。
Mo、W等元素可以抑制碳化物的析出，而C、Cr等元素则促进碳化物的析出。
2. 热处理工艺对碳化物析出的影响合金的热处理工艺对碳化物的析出也有着重要影响。
控制合金的冷却速率、退火温度等参数可以调控碳化物的析出量和尺寸。
四、碳化物的控制方法1. 元素设计通过合金元素的设计，可以调控碳化物的析出行为，减少碳化物对合金性能的不利影响。
2. 热处理优化合理的热处理工艺可以控制碳化物的析出，提高合金的性能稳定性。
五、结论对镍基高温合金中碳化物的析出行为和控制机制进行基础研究，有利于优化合金的配方和热处理工艺，提高合金的性能和稳定性，促进镍基高温合金在航空航天和能源领域的应用。
同时也为相关领域的研究提供了一定的理论基础和实验依据。
六、碳化物的析出行为进一步研究1. 碳化物的形貌和分布除了了解碳化物的种类和析出温度外，研究碳化物的形貌和分布也是十分重要的。
研究发现，碳化物的形貌和尺寸会对合金的力学性能和抗蠕变性能产生重要影响，因此需要对碳化物的形貌和分布进行深入研究。
2. 碳化物的生长动力学碳化物的生长速率和生长方式对合金的性能影响显著。
通过实验和理论模拟，可以进一步研究碳化物的生长动力学，揭示碳化物析出的机理和规律。
镍基高温合金中,析出相切过和绕过的临界尺寸
镍基高温合金中,析出相切过和绕过的临界尺寸镍基高温合金是一类在高温、腐蚀和应力应变条件下具有优异性能的合金材料，因此在航空航天、能源等领域得到广泛应用。
在镍基高温合金中，析出相是影响其性能的关键因素之一。
在析出相形成过程中，有一个重要的概念就是临界尺寸，这是一个关乎合金性能和稳定性的重要参数。
让我们来理解一下析出相在镍基高温合金中的作用。
镍基高温合金通常在高温下工作，而在高温下，合金中的固溶元素往往会析出形成弥散相。
这些析出相可以有效地阻碍位错的滑移和增材扩散，从而提高合金的强度和抗变形能力。
析出相还可以提高合金的高温抗氧化性能和耐腐蚀性能，使合金在高温高压的环境中表现出色。
我们来探讨一下析出相切过和绕过的临界尺寸。
在镍基高温合金中，析出相的形成过程是一个复杂的动力学过程。
当合金处于高温状态时，固溶元素会聚集并形成原子团簇，随着时间的推移，这些原子团簇会逐渐成长并最终形成稳定的析出相。
在此过程中，存在着一个临界尺寸的概念。
临界尺寸是指在形成过程中，原子团簇必须达到一定的尺寸才能继续成长，并最终形成稳定的析出相。
如果原子团簇的尺寸小于临界尺寸，它们很可能会因为热运动的影响而重新溶解，无法形成稳定的析出相。
在镍基高温合金中，析出相切过和绕过的临界尺寸对合金性能具有重要影响。
如果析出相的临界尺寸过大，那么在合金中形成稳定的析出相所需的时间就会变长，这可能会影响合金的生产效率。
另外，如果析出相的临界尺寸过小，那么原子团簇很容易就会超过临界尺寸形成稳定的析出相，这可能会导致析出相过度，从而影响合金的机械性能和耐腐蚀性能。
在实际生产中，为了控制析出相的临界尺寸，人们通常会通过合金化元素的添加、热处理工艺的优化等方式来调节合金的组织结构和析出相的形成过程。
通过合理地控制析出相的切过和绕过的临界尺寸，可以同时满足合金的强度、韧性、高温抗氧化性和耐腐蚀性等性能要求。
析出相在镍基高温合金中的切过和绕过的临界尺寸是影响合金性能与稳定性的重要因素。
α—Cr在Incone1718合金中析出行为的微观分析
和 ｄ ， ， 样 的 浸 蚀 方法 便 于在 扫描 电镜下 用 ｘ ， 这 射 线 能谱 （ Ｄ 探 测 富 ｃｒ ａＣ Ｅ Ｘ） 的 － ｒ相 。 由于 — ｒ 但 Ｃ 与 ｄ亮度 相 近 ， Ｓ Ｍ 下 不 易 辨认 ， 在 Ｅ 这样 制 备 的试样 用 于观察 ａＣ 并不 是最好 的 为此 ， 砂纸 磨光 后的试 －ｒ 将 样 在硫 酸 甲醇溶 液 中电解 抛 光 ， 在 Ｃ Ｏｓ 液 中 电 再 ｒ 溶
℃～６ ７＿ ７ ｃ时效 ５ ０ ～２０ ０ｈ后 ａＣ 相 的析 出规律及其对台金 性能的影 响。 果表明 ，－ ｒ ０ ｈ ０ －ｒ 结 ａＣ 经常与 相在晶界共同 析出 ， 随着时 敢温度 的提高和时敷时间的延长 ，－ 析出数 量增 加 应力能够促盎 ａＣ ａＣｒ － ｒ的析 出。－ ｒ ａＣ 的析出是造成音 金高温时敢后 冲击值降低 的原因 。
合 金 晶 粒 大 小 。 已 有 报 道 ，７ ８合 金 在 经 过 长 期 高 温 时 效 后 ， 会 析 出 体 心 立 方 的 ａＣ 相 。． ｄ ｖ ｈ 在 还 －ｒ Ｊ Ｒａ ａ ｉ ｃ 解 剖 退 役 的 涡 轮 盘 时 ， 发 现 ｃ 相 在 涡 轮 盘 不 屙 部 ｒ 位 的 析 出数 量 和 大 小 均 有 所 不 同 ｝ 验 室 条 件 下 长 实 期 等 温 时 效 的 试 样 中也 发 现 了 — ｒ的 存 在 Ｃ 然而，
解 浸 蚀 ， 样 的 浸 蚀 方 法 可 以 显 示 出 ， 和 ， 这 而
—
有 美 ｎＣ 相 在 ７ ８ 金 中析 出 规 律 和 影 响 因 素 的 研 —ｒ １合 究 还 没 有 系 统 的 报 道 本 实 验 采 用 ＸＲ Ｄ，Ｓ Ｍ 和 Ｅ ＴＥ 等 手 段 研 究 了 应 力 、 等 温 时 效 时 间 及 时 效 温 Ｍ
Inconel600及Inconel718合金晶界偏聚研究进展
Inconel 600及Inconel 718合金晶界偏聚研究进展*郑 磊,董建新,张麦仓,孟 烨(北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083)摘要 高温合金中的溶质晶界偏聚是影响合金多方面性能的重要因素。
以高温合金Inconel 600和Inco nel 718为研究对象,总结了合金中溶质晶界偏聚的研究现状,并对已有的研究成果进行了深入分析,结果发现:溶质在Inco nel 600合金中的偏聚规律对合金性能的影响还需要进一步研究晶界偏聚特性、基本物理参量以及晶间腐蚀抗力的作用;溶质在Inconel 718合金中的晶界偏聚对合金性能的影响依然有待于进一步研究其作用机理、偏聚动力学和共偏聚特性。
同时,指出今后高温合金中溶质晶界偏聚的研究方向为溶质晶界偏聚动力学以及溶质间晶界共偏聚行为。
关键词 高温合金 溶质 晶界偏聚 Inconel 600 Inconel 718Research Prog ress in Grain Boundary Seg regation o f Solute At oms inInconel 600and Inconel 718SuperalloysZH ENG Lei,DONG Jianxin,ZHAN G M aicang,M ENG Ye(School of M ater ials Science and Eng ineering ,U niv ersity of Science and T echnolog y Beijing ,Beijing 100083)Abstract Gr ain bo undary seg reg atio n of so lute at oms in superallo ys is an im po rtant facto r affecting t he pr oper ties of superallo ys.In the present paper,the pr og ress in g ra in boundar y seg regat ion of so lute atoms in super alloy s is rev iewed focused o n Inco nel 600and Inco nel 718,and t he exist ing results and conclusions ar e analy zed.It is found that further r esear ch w ith respect to seg regat ing char acteristic,basic phy sical pa rameters and influence on the resistance to interg ranular st ress co rr osion (IGSC)should be carr ied o ut in super alloy Inconel 600.It is also found that further in vestig ations abo ut the mechanism,segr egating kinetics and cosegr eg atio n behav io rs should be studied insuper alloy I n co nel 718.Besides,the pr ospect o f gr ain bo undary seg reg ation of so lute atoms in super alloys is pro po sed,that is ki necits of seg reg ating and co seg reg ating o f solute ato ms.Key words super alloy ,solut e at oms,g rain boundar y segr egation,Inconel 600,Inconel 718*国家自然科学基金(507710011)郑磊:男,1977年生,讲师 T el:010 ******** E mail:zhenglei_ustb@0 引言高温合金又称热强合金、耐热合金或超合金,在核工业、宇航工业等方面有广泛的应用[1]。
He+离子辐照Inconel 718合金表面形貌改变及机理研究
He+离子辐照Inconel 718合金表面形貌改变及机理研究万浩;丁展;赵振江;王健;郭沁涵;张熠飞【摘要】研究了3种不同剂量He+离子辐照后Inconel 718合金的形貌变化规律及其形成机理.结果表明,He+离子辐照会在合金表面形成纳米多孔结构,其孔径会随辐照剂量的增加而增大.此外,He+离子辐照还会破坏合金表面δ 相并导致碳化物的持续溅射损耗,且这一现象会随着辐照剂量的增加而愈发严重.由于辐照过程中氦泡间微观应力珋σn作用会引起毗邻材料断裂及氦泡合并长大,且辐照溅射作用又会导致氦泡上层薄膜的损耗甚至破裂,因而这也是He+离子辐照Inconel 718合金表面纳米多孔结构的形成机制.【期刊名称】《原子能科学技术》【年(卷),期】2019(053)003【总页数】8页(P442-449)【关键词】离子辐照;镍合金;表面形貌;氦泡【作者】万浩;丁展;赵振江;王健;郭沁涵;张熠飞【作者单位】泰州学院船舶与机电工程学院,江苏泰州 225300;泰州学院船舶与机电工程学院,江苏泰州 225300;泰州学院船舶与机电工程学院,江苏泰州225300;泰州学院船舶与机电工程学院,江苏泰州 225300;泰州学院船舶与机电工程学院,江苏泰州 225300;泰州学院船舶与机电工程学院,江苏泰州 225300【正文语种】中文【中图分类】TG146.1.1;TG115.8.8Inconel 718是一种以γ相为基体的时效硬化型高温合金，其组织和性能在-253～650 ℃这一很宽的温度区间能保持很好的稳定性，是一种潜在的核反应堆用结构材料[1-2]。
因为Al、Ti和Nb等合金元素的加入，Inconel 718合金中会析出γ′(Ni3(Al、Ti))相、γ″(Ni3Nb)相、δ(Ni3Nb)相及少量的碳化物(MC)[3-5]。
其中，γ′相是一种具有有序面心立方结构(L12)的球形析出相，由于其与γ基体共格应变较低，所以强化效果有限[6]。
镍基多晶合金的微观摩擦行为及影响因素研究
镍基多晶合金的微观摩擦行为及影响因素研究镍基多晶合金的微观摩擦行为及影响因素研究摩擦行为是材料力学性能和实际工程应用中的一个重要方面。
镍基多晶合金具有良好的机械性能和耐腐蚀性能，在高温、高压、摩擦磨损等极端条件下得到广泛应用。
因此，研究镍基多晶合金的微观摩擦行为及其影响因素对于材料的改进和应用具有重要意义。
在镍基多晶合金的微观摩擦行为研究中，首先需要了解材料的组织结构和晶界特征。
合金中晶粒的形状、大小、分布和晶界的结构、稳定性等因素，对微观摩擦行为具有重要影响。
晶界是晶体颗粒相互接触的区域，在摩擦过程中承受着强大的剪切应力和摩擦力。
一般来说，合金中晶界的透明度和稳定性越高，晶界的强度越高，材料的磨损性能越好。
此外，晶界还会对摩擦热和摩擦应力的传导影响。
其次，镍基多晶合金的成分和相态对其摩擦行为也有重要影响。
合金的成分决定了合金的力学性能和耐磨性能。
元素的添加和合金的相变都会导致晶粒的形状和大小的变化。
一般来说，具有细小、均匀分布的细晶粒结构的合金具有更好的耐磨性能。
同时，合金中不同相的存在也会对摩擦行为造成影响。
不同相的摩擦磨损行为差异较大，一些相可能表现出良好的润滑性能，降低材料的摩擦系数和磨损率。
另外，摩擦速度和加载力对镍基多晶合金的摩擦行为也有显著影响。
在高速运动下，摩擦副之间的摩擦热量增加，由此引发的晶格缺陷和变形可导致更明显的热软化效应，这可能增加了合金的磨损。
此外，加大加载力会增加晶粒的应力，使得摩擦面发生变形，造成材料的塑性变形。
这些因素都会对摩擦行为产生影响。
最后，润滑剂和工作环境也是影响镍基多晶合金的摩擦行为的重要因素之一。
优良的润滑剂可减少接触面之间的摩擦力和磨损。
在高温和高湿度环境中，润滑剂被加热和蒸发，可能会使接触面干涩，进而导致磨损率的增加。
此外，腐蚀介质也会对摩擦行为产生重要影响，引起微观腐蚀和化学反应，导致材料的磨损和失效。
综上所述，镍基多晶合金的微观摩擦行为及其影响因素是一个复杂而关键的研究领域，涉及晶体的组织结构、晶界特征、成分和相态、摩擦速度和加载力、润滑剂和工作环境等多个因素。
《Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化及其力学行为研究》范文
《Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化及其力学行为研究》篇一一、引言高熵合金作为一种新型的金属材料，以其独特的物理和化学性质在众多领域中得到了广泛的应用。
其中，Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金因其优异的力学性能和良好的耐腐蚀性而备受关注。
本文将重点研究Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化及其对力学行为的影响。
二、材料与方法2.1 材料制备本研究所用材料为Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金，采用真空电弧熔炼法制备。
通过调整各元素的含量，制备出不同成分的合金试样。
2.2 纳米析出强化通过高温退火处理，使合金内部发生纳米析出强化。
利用透射电子显微镜（TEM）观察合金内部的析出相，分析其形貌、尺寸及分布情况。
2.3 力学行为测试采用拉伸试验、硬度测试和冲击试验等方法，研究纳米析出强化对Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金力学行为的影响。
三、结果与讨论3.1 纳米析出相的观察通过TEM观察，发现Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金在高温退火处理后，内部出现了大量的纳米级析出相。
这些析出相主要呈球形或棒状，分布均匀，尺寸较小。
3.2 纳米析出强化的影响纳米析出相的存在使得合金的力学性能得到了显著提高。
首先，纳米析出相能够有效地阻碍位错的运动，提高合金的强度和硬度。
其次，纳米析出相还能够提高合金的韧性，使其在受到外力作用时能够更好地抵抗变形和断裂。
此外，纳米析出相还能够提高合金的耐腐蚀性能，使其在恶劣环境下具有更好的稳定性。
3.3 力学行为分析拉伸试验结果表明，经过纳米析出强化的Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金具有较高的屈服强度和抗拉强度。
硬度测试结果显示，合金的硬度随着纳米析出相的增多而提高。
冲击试验表明，合金的韧性得到了显著提高，具有较好的抗冲击性能。
四、结论本研究通过观察Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化及其对力学行为的影响，得出以下结论：首先，高温退火处理能够使Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金内部发生纳米析出强化，形成大量的纳米级析出相。
《Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化及其力学行为研究》范文
《Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化及其力学行为研究》篇一一、引言随着现代科技的发展，对材料性能的要求越来越高，高熵合金因其优异的力学性能和良好的耐腐蚀性在工程领域中获得了广泛应用。
其中，Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金因具有优良的抗高温氧化和耐腐蚀性能而备受关注。
本研究以Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金为研究对象，探讨其纳米析出强化机制及其对力学行为的影响。
二、材料与方法1. 材料制备采用真空电弧熔炼法制备Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金，并通过冷却速度和温度梯度控制获得不同的组织结构。
2. 实验方法采用透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射仪等实验手段对材料进行表征和物相分析，探究纳米析出相的种类、大小和分布；采用硬度测试、拉伸测试和压缩测试等手段研究材料的力学性能。
三、结果与讨论1. 纳米析出强化机制Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金在高温下发生固溶强化，随着温度的降低，合金中会析出纳米尺度的第二相颗粒。
这些纳米尺度的第二相颗粒能够有效地阻碍位错运动，提高合金的强度和硬度。
同时，这些纳米颗粒的析出还能够有效地改善合金的韧性，使合金在保持高强度的同时，也具备良好的延展性。
2. 力学行为研究通过硬度测试、拉伸测试和压缩测试等手段，我们发现Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金具有优异的力学性能。
随着纳米尺度的第二相颗粒的析出，合金的硬度、强度和韧性均得到显著提高。
此外，我们还发现，在拉伸过程中，合金的塑性变形行为与纳米尺度的第二相颗粒的分布密切相关。
当第二相颗粒分布均匀时，合金的塑性变形能力更强，表现出更好的延展性。
四、结论本研究通过实验手段对Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化机制及其对力学行为的影响进行了深入研究。
结果表明，纳米尺度的第二相颗粒的析出能够有效地提高合金的强度和硬度，同时改善其韧性。
此外，纳米尺度的第二相颗粒的分布对合金的塑性变形行为具有重要影响。
《Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化及其力学行为研究》范文
《Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化及其力学行为研究》篇一摘要本文致力于探讨Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化机制及其对力学行为的影响。
通过对合金的成分设计、制备工艺、微观结构以及力学性能的系统研究，揭示了纳米析出相的形成、演化规律及其对合金强度和韧性的增强作用。
本研究为高熵合金的进一步应用和发展提供了理论依据和实验支持。
一、引言高熵合金因其多元组分、多主元效应等特点，在材料科学领域中展现出独特的性能和广泛的应用前景。
Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金作为一种典型代表，其纳米尺度的结构特性对其力学性能有着显著影响。
本文重点研究该合金的纳米析出强化现象及其对力学行为的影响机制。
二、材料与方法1. 材料制备采用真空电弧熔炼法制备Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金，通过调整各组分的比例，获得不同成分的合金样品。
2. 实验方法利用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）等手段对合金的微观结构进行表征；通过拉伸试验、硬度测试等手段评估其力学性能。
三、结果与讨论1. 微观结构分析通过XRD和TEM观察发现，Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金中存在大量的纳米析出相，这些析出相主要分布在晶界和晶内。
随着合金成分的变化，析出相的种类、大小和分布也会发生变化。
2. 纳米析出强化机制纳米析出相的形成能够有效阻碍位错运动，提高合金的强度和硬度。
此外，纳米析出相还能够通过钉扎晶界，细化晶粒，进一步增强合金的力学性能。
这些强化机制在合金的力学行为中起到重要作用。
3. 力学行为研究通过拉伸试验发现，Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金具有较高的屈服强度和抗拉强度。
随着纳米析出相的增多和细化，合金的强度和硬度得到显著提高。
此外，合金还表现出较好的韧性，这得益于纳米析出相对裂纹扩展的阻碍作用。
四、结论本文研究了Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化机制及其对力学行为的影响。
合金元素对奥氏体-析出相界面态影响的模拟研究
合金元素对奥氏体-析出相界面态影响的模拟研究合金元素对奥氏体/析出相界面态影响的模拟研究引言奥氏体和析出相界面性态的研究一直是材料科学领域中的热点问题。
合金中添加不同的元素可以显著改变材料的性能，如强度、硬度、耐腐蚀性等。
本文将通过模拟研究，探讨合金元素对奥氏体/析出相界面态的影响。
1. 方法本研究使用分子动力学（MD）模拟方法，以Fe-Ni-Cu三元合金为研究对象。
我们建立了一个包含10000个原子的奥氏体晶胞，并在其内部引入析出相的原子。
通过改变Cu元素的含量，来研究合金元素对界面态的影响。
2. 结果与讨论2.1 奥氏体/析出相界面形貌在不同Cu含量下，奥氏体/析出相界面的形貌发生了显著改变。
当Cu含量较低时，界面呈现出较为平坦的结构，而随着Cu含量的增加，界面上会出现更多的孪晶界和亚晶界。
这是由于Cu与Fe-Ni形成的固溶体会使界面的能量降低，从而促使奥氏体/析出相界面发生结构变化。
2.2 奥氏体/析出相界面能量通过计算不同Cu含量下的界面能量，我们发现随着Cu含量的增加，奥氏体/析出相界面的能量逐渐降低。
这是因为Cu与Fe-Ni形成的固溶体能够有效降低界面能量，使界面更加稳定。
当Cu含量适中时，界面能量达到最小值，表明添加适量的Cu元素可以优化奥氏体/析出相界面的稳定性。
2.3 奥氏体/析出相界面强度在不同Cu含量下，我们对奥氏体/析出相界面的强度进行了模拟测试。
结果显示，随着Cu含量的增加，界面的强度逐渐增加。
这是因为Cu元素的加入可以增强合金的冲击韧性，从而提高界面的强度。
然而，当Cu含量过高时，界面强度开始下降。
这是因为Cu元素具有较大的原子半径，容易导致界面的位错和裂纹形成，从而使界面强度下降。
3. 结论通过模拟研究，我们发现合金中添加Cu元素可以显著影响奥氏体/析出相界面态。
适量的Cu元素能够使界面形貌更加复杂，界面能量最小，界面强度最高。
因此，在合金设计中，合理控制Cu含量可以优化奥氏体/析出相界面的性能，从而提高材料的整体性能。
《Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化及其力学行为研究》
《Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化及其力学行为研究》篇一一、引言随着现代科技的发展，高熵合金作为一种新型的金属材料，由于其具有高强度、高硬度、良好的耐腐蚀性和优异的机械性能等特性，已逐渐成为材料科学研究的重要方向。
Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金作为其中的一种，因其优异的综合性能在航空、航天、汽车等领域有着广泛的应用前景。
然而，如何进一步提高其性能，尤其是强化其力学性能，一直是该领域研究的热点问题。
本研究主要探讨了Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化及其力学行为。
二、Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化纳米析出强化是一种有效的强化手段，通过在合金中引入纳米尺度的第二相粒子，以增强合金的力学性能。
对于Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金，其纳米析出相的形成与分布对合金的力学性能有着重要影响。
研究发现在适当的热处理条件下，Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金中可形成稳定的纳米级析出相。
这些析出相通常是富集某些元素的固溶体，其形成机制为非均匀形核和扩散控制的过程。
纳米析出相的形成不仅提高了合金的硬度、强度和耐磨性，而且对合金的塑性和韧性也有一定的改善作用。
三、Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的力学行为研究Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的力学行为主要表现在其强度、硬度、塑性和韧性等方面。
研究表明，通过合理的成分设计和热处理工艺，可以显著提高该合金的力学性能。
在拉伸过程中，该合金表现出较高的强度和良好的塑性。
同时，由于纳米析出相的存在，合金的硬度也得到了显著提高。
此外，该合金还具有优异的抗疲劳性能和抗冲击性能。
在高温环境下，该合金仍能保持良好的力学性能，具有优异的高温稳定性。
四、结论本研究通过实验和理论分析，深入探讨了Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化及其力学行为。
研究发现，通过适当的热处理工艺，可以在该合金中形成稳定的纳米级析出相，显著提高其硬度、强度和耐磨性。
INCONEL617合金的高温时效析出相
INCONEL617合金的高温时效析出相郭岩;周荣灿;侯淑芳;林琳【摘要】INCONEL617合金(简称617合金)具有较好的高温强度、塑性以及良好的抗氧化、抗腐蚀性能,故可作为超超临界机组耐高温候选材料.为进一步了解617合金长期高温时效后的析出相及其组织结构,在760℃下对该合金进行长达10000h的时效试验,借助扫描电镜和透射电镜等分析设备研究617合金高温时效处理(简称时效)后的析出相.结果表明:在760℃时效10000h过程中,617合金析出面心立方结构的M23C6、M6C碳化物和面心立方有序结构的γ'相,γ '相分布于晶内,M23C6和M6C碳化物在晶界和晶内均有析出；整个时效过程晶内析出相基本稳定；时效300～3 000h过程中,晶界析出相均呈不连续分布,时效至5000h,晶界碳化物聚集且连续分布,晶界M6C碳化物数量明显增多；时效300 h后硬度明显升高,时效1000h后硬度达到最大值,时效5000h后硬度有一定幅度降低.%The precipitates of the aged alloys were investigated by means of scanning electron microscope (SEM) and transmission electron microscope (TEM). The results show that MnC6 and M￡ particles with face-centered cubic (FCC) structure precipitate at grain boundaries, inside grains and the *y' phase particles with order FCC structure were situated at intragranular sites in the proce ss of aging up to 10 000 h at 760 °C. During aging up to 10 000 h, the precipitates inside grains remained basically stable. Precipitates discontinuously dispersed at grain boundaries for the alloy aged for 300-3 000 h, then aggregated and distributed continuously after 5 000 h aging. At the same time, the quantity of M6C carbides increased substantially for the alloy aged for 5 000 h. The hardness of the alloy agedfor 300 h increased substantially, then a maximum hardness value for the alloy aged for 1 000 h was achieved accompanying by a decrease of the hardness of the alloy aged at 5 000 h.【期刊名称】《中国电力》【年(卷),期】2012(045)001【总页数】4页(P33-36)【关键词】INCONEL617合金;时效处理;M23C6;M6C;γ'相;硬度【作者】郭岩;周荣灿;侯淑芳;林琳【作者单位】西安热工研究院有限公司,陕西西安710032;西安热工研究院有限公司,陕西西安710032;西安热工研究院有限公司,陕西西安710032;西安热工研究院有限公司,陕西西安710032【正文语种】中文【中图分类】TG14节能与环保促使各国发展清洁煤发电技术，超超临界发电机组就是通过提高蒸汽压力和蒸汽温度来达到提高效率和节能降耗的目的［1-5］。
铬碳化物析出原理
铬碳化物析出原理
铬碳化物是一种重要的材料，其析出原理对于材料研究和应用具有重要意义。
铬碳化物的析出过程是指在一定条件下，铬和碳原子在合金中形成化合物的过程。
铬碳化物在金属材料中的析出可以改善材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能。
铬碳化物的析出过程主要受到合金中碳含量和温度的影响。
在合金中，碳原子会与铬原子结合形成碳化物。
当合金中的碳含量较高时，碳原子与铬原子之间的结合将更容易发生。
另外，温度也是决定铬碳化物析出的重要因素。
较高的温度可以促进碳原子与铬原子之间的反应，加速铬碳化物的析出过程。
铬碳化物的析出过程可以通过实验方法来研究。
研究人员通常会选择不同的合金成分和温度条件，观察铬碳化物的析出情况。
通过对实验结果的分析，可以了解铬碳化物在不同条件下的析出规律，并进一步优化合金的组成和处理工艺，以获得更好的性能。
铬碳化物的析出对于材料的性能有着重要的影响。
铬碳化物具有高硬度、高熔点和良好的耐腐蚀性能，可以有效增强材料的耐磨性和耐高温性能。
因此，在一些特殊的工艺和工程应用中，铬碳化物被广泛应用。
铬碳化物的析出过程是一个复杂的物理化学过程，受到合金中碳含量和温度的影响。
研究铬碳化物的析出规律对于优化材料的性能具
有重要意义。
通过实验方法和理论分析，可以深入了解铬碳化物的析出机制，为材料研究和应用提供科学依据。
铬碳化物的应用将进一步推动材料科学的发展，为人类创造更好的生活和工作环境。
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!"#$在%&’(&)*+*,合金中析出行为的微观分析
王改莲-吴翠微-张麦仓-董建新-谢锡善
.北京科技大学-北京/0000123
摘要4使用扫描电镜.56738透射电镜.96738:射线衍射.:;<3-研究了<=>/1和标准热处理>/1合金经过?@2 ABC>>A时效?00D BE000D后F G H I相的析出规律及其对合金性能的影响J结果表明-F G H I经常与K相在晶界共同析出-随着时效温度的提高和时效时间的延长-F G H I析出数量增加J应力能够促进F G H I的析出J F G H I的析出是造成合金高温时效后冲击值降低的原因J
关键词4L M N O M P/>/1合金Q F G H I相Q组织稳定性
中图法分类号49R/2E S2E文献标识码4=文章编号4/00E G/1?:.E00E30/G02>G0T
*引言
L M N O M P/>/1合金.以下简称>/1合金3是普遍用于航空发动机涡轮盘的镍基高温合金-是一种弥散强化型合金-合金中的体心正方晶体结构的U V相和具有面心立方晶体结构的U W相是该合金的主要强化相X/Y J 分布于晶界的正交有序结构的K相能够有效地控制合金晶粒大小J已有报道->/1合金在经过长期高温时效后-还会析出体心立方的F G H I相J Z[;\]\^_N D在解剖退役的涡轮盘时-发现F G H I相在涡轮盘不同部位的析出数量和大小均有所不同X E Y Q实验室条件下长期等温时效的试样中也发现了F G H I的存在X2Y J然而-有关F G H I相在>/1合金中析出规律和影响因素的研究还没有系统的报道J本实验采用:;<-567和967等手段X T Y研究了应力8等温时效时间及时效温度对F G H I相析出行为的影响-进而探讨F G H I析出相与合金性能的关系-为实际应用中有效地控制材料的组织和性能提供依据J
‘实验方法
‘S*试样状态和时效制度
将变形后经过固溶处理的标准>/1和未经固溶
处理的<=>/1进行等温时效-等温温度为?@2A-C T@A和C>>A-每个温度下时效时间分别为?00D-/000D-E000D J
‘S‘相分析与组织观察
将试样在?a盐酸b?a甘油b甲醇溶液中萃取-萃取出的沉淀物经洗涤干燥用作:;<实验-以此确定合金中的第二相J
显微组织观察用的试样经C00c砂纸磨光后在盐酸甲醇溶液中电解抛光浸蚀-可以同时显示出F G H I 和K-U V-U W-这样的浸蚀方法便于在扫描电镜下用:射线能谱.6<:3探测富H I的F G H I相J但由于F G H I与
K亮度相近-在567下不易辨认-这样制备的试样用于观察F G H I并不是最好的J为此-将砂纸磨光后的试样在硫酸甲醇溶液中电解抛光-再在H I d
2
溶液中电解浸蚀-这样的浸蚀方法可以显示出K-U V和U W-而F G H I则被浸蚀掉.电镜下看到的是黑坑3J
967用的试样在/0a高氯酸b甲醇电解液中双喷电解减薄-在透射电镜下做组织观察和电子衍射J
e试验结果与讨论
e S*!"#$相的观察
用:;<分析盐酸甘油甲醇萃取的沉淀物-对标准>/1在C>>A时效E000D的试样分析结果见图/J 可以看到-该试样中除了有金属碳化物.7H3和K相外-还有大量的F G H I析出相-以及微量的f相J 图E\-E g是用不同的浸蚀方法制样后拍摄的扫描电镜照片J6<:探测到图E\中凸出的亮点是富H I
第2/卷第/期E00E年E月
稀有金属材料与工程
;=;6769=h7=96;L=h5=i<6i R L i66;L i R
j O k[2/-i O S/
l P g I m\I nE00E
收到初稿日期4E000G//G/>Q收到修改稿日期4E00/G02G0/
作者简介4王改莲-女-/@C T年生-博士研究生-高级工程师-北京科技大学材料科学与工程学院高温合金研究室-北京/00012-电话40/0G C E22E11T
的颗粒!结合"#$分析结果!它们即是%&’(相)图*+是用硫酸甲醇电解抛光后又经’(,-溶液电解浸蚀的试样!照片中较亮的.相旁边的黑洞就是%&’(
相析
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图*用不同方法制备的试样的G H I 照片J/
4K 6789*G H I C 7A (?8(;:5B ?@B ;C :L =B +MD 7@@=(=><B <M L =B ?@C =<;L L ?8(;:57A :(=:;(;<7?>
图-是标准0/1经2003!*4445时效后薄膜试
样的N H I 照片及电子衍射花样与指标化!从标定结果可以看到!合金中这种%&’(析出相具有体心立方结构!其点阵常数为4O *P >C )Q O R 时效时间和时效温度对S T U V
析出的影响图W ;和W +分别是$X 0/1在2W P 3时效/4445和*4445后的G H I 照片!可以看到!随时效时间的延长!%&’(析出数量增加!但尺寸没有明显变化)图象分析仪测试到的%&’(体积百分数在2W P 3等温温度下!随时效时间的延长呈现出缓慢增长的趋势Y 图Z 所示[)
Q O Q 应力对S T U V
析出的影响图W +和W D 分别是$X 0/1和标准0/1在2W P 3时效*4445后的G H I 照片)显然$X 0/1中的%&’(
明显多于标准0/1中的%&’()由于$X 0/1是在变形后直接进行时效的!变形引入的应力没有得到释放\
图-标准0/1经2003!*4445时效后的N H I 照片
和%&’(选区电子衍射化样6789-N H I C 7A (?8(;:5;>DB =L =A <=D;(=;=L =A <(?>D 7@@(;A <7?>
:;<<=(>?@%&’(7>B <;>D ;(D 0/1;@<=(=E :?B F (=;<2003@?(*4
445]
1-]稀有金属材料与工程
-/卷
而标准!"#则经过了变形后的固溶处理$变形引入的应力已经被释放%因此可以认为$应力的存在加速了合金在热时效过程中&’()
相的析出%图*+$*,和*-
分别是标准!"#在./01$2*/1和2!!1下时效34445的678照片$
图.是图象仪测试得到的&’()析出相体积百分数与时效时间和时效温度的关系%显然$时效温度越高越有利于&’()的析出%值得注意的是$在超过2*/
1的极限使用温度时
图*应力$时效时间$时效温度对9’()析出行为的影响的678照片:"
4;<=>?*678@=+)A >)B C 5D A E -E E -+F A E D F )-D D $-G C A D H )-F =@-B I ,F -@C -)B F H )-A I9’()C )-+=C =F B F =
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合金中析出行为的微观分析
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E #卷。