稀土金属对镍基高温合金析出相的影响

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稀土元素对高温材料性能的影响

稀土元素对高温材料性能的影响

稀土元素对高温材料性能的影响稀土元素,这几个字听起来是不是有点神秘?其实啊,它们在高温材料领域可有着大能耐!咱先来说说啥是稀土元素。

稀土元素包括镧系元素以及钪和钇这俩家伙。

它们就像一群隐藏在材料世界里的小精灵,平时不太起眼,但关键时刻能发挥大作用。

就拿高温材料来说吧,比如说高温合金,这东西在航空航天领域那可是至关重要的。

想象一下飞机发动机里的那些零件,成天在高温高压的环境下工作,要是材料不给力,那可就麻烦大了。

有一次,我去一家工厂参观,亲眼看到了工程师们在研究高温材料。

他们在实验室里忙前忙后,那认真的劲儿让我印象特别深刻。

我凑过去看,只见各种仪器设备不停地运转,数据在屏幕上跳动。

他们正在测试加入不同含量稀土元素的高温材料的性能。

稀土元素能改善高温材料的很多性能呢。

首先,它能提高高温材料的强度。

就好比一个人,本来力气不大,吃了点“补品”,一下子变得强壮有力了。

稀土元素就像是给高温材料吃的“补品”,让它们在高温下也能保持强大的“体魄”,不容易变形或者损坏。

其次,稀土元素还能增强高温材料的抗氧化性。

高温环境下,材料很容易和氧气发生反应,就像铁生锈一样。

但有了稀土元素,就好像给材料穿上了一层“防护服”,能有效阻挡氧气的“攻击”,延长材料的使用寿命。

另外,稀土元素对高温材料的热稳定性也有很大帮助。

热稳定性不好的材料,温度一变化就容易出问题。

而稀土元素的加入,能让材料在温度变化时更加“淡定”,保持良好的性能。

比如说,在制造燃气轮机叶片的时候,如果在材料中适量加入稀土元素,叶片就能在高温燃气的冲击下依然稳定工作,大大提高了燃气轮机的效率和可靠性。

再比如,在一些工业窑炉的内衬材料中加入稀土元素,可以让内衬更加耐高温、耐磨损,减少了维修和更换的频率,节省了不少成本。

总之,稀土元素就像是高温材料的“魔法调料”,虽然用量不多,但效果显著。

随着科技的不断进步,相信稀土元素在高温材料领域还会有更多令人惊喜的表现,为我们的生活带来更多的便利和创新。

稀土元素对合金耐腐蚀性的影响

稀土元素对合金耐腐蚀性的影响

稀土元素对合金耐腐蚀性的影响稀土元素,这几个字听起来是不是有点神秘?其实啊,它们在合金的世界里可有着不小的影响力,尤其是在合金的耐腐蚀性方面。

先来说说什么是稀土元素吧。

稀土元素可不是土里挖出来的“土”哦,它包括镧系元素以及钪和钇这 17 种元素。

这些元素在自然界中的含量相对较少,所以被称为“稀土”。

我曾经在一家金属材料的实验室里工作过,当时我们就在研究稀土元素对各种合金耐腐蚀性的影响。

那时候,为了得到准确的数据,我们天天泡在实验室里,摆弄着那些瓶瓶罐罐和复杂的仪器。

有一次,我在进行一组含有稀土元素的铝合金的耐腐蚀实验。

我按照严格的步骤,把样品准备好,放进模拟腐蚀环境的溶液中。

然后就是焦急的等待和不断的观测。

那段时间,我几乎是每隔一会儿就去看看样品的变化,心里那个紧张啊,就像等待考试成绩公布一样。

经过一段时间的观察和数据记录,我发现加入了适量稀土元素的铝合金,在腐蚀环境中的表现明显更好。

那些没有加入稀土元素的合金,表面很快就出现了锈斑和腐蚀的痕迹,而加入了稀土元素的合金,表面依然相对光滑,腐蚀的进展缓慢得多。

为什么稀土元素能有这样的神奇效果呢?这是因为稀土元素能够细化合金的晶粒,让组织结构更加均匀。

就好比是把一堆杂乱无章的东西整理得井井有条,这样一来,腐蚀性物质想要“入侵”就没那么容易啦。

而且啊,稀土元素还能在合金的表面形成一层致密的氧化膜。

这层膜就像是给合金穿上了一层防护服,把腐蚀性的物质挡在外面,保护着合金不被侵蚀。

比如说,在不锈钢中加入稀土元素,能够显著提高不锈钢在酸、碱等恶劣环境下的耐腐蚀性。

在一些海洋工程中使用的合金,如果加入了合适的稀土元素,就能更好地抵抗海水的侵蚀,延长使用寿命。

想象一下,如果没有稀土元素的助力,那些用于制造飞机、汽车、船舶的合金材料,可能很快就会被腐蚀损坏,那将会带来多大的安全隐患和经济损失啊!所以说,稀土元素对于合金耐腐蚀性的影响可真是不容小觑。

它们就像是合金世界里的“保护神”,默默地守护着合金材料,让它们能够更长久、更稳定地为我们服务。

稀土Y对AlSi7Cu2Mg合金高温性能的影响

稀土Y对AlSi7Cu2Mg合金高温性能的影响

第 23 卷第 7 期中国有色金属学报 2013 年 7 月 V ol.23 No.7 The Chinese Journal of Nonferrous Metals July2013 文章编号:1004­0609(2013)07­1855­06稀土 Y 对 AlSi7Cu2Mg 合金高温性能的影响张文达,杨 晶,刘 云,党惊知,徐 宏(中北大学 材料科学与工程学院,太原 030051)摘 要:利用高温拉伸力学性能测试仪、 扫描电镜(SEM)和DTA等测试分析手段, 研究不同含量Y对AlSi7Cu2Mg 合金的高温力学性能的影响。

结果表明:随温度的升高,Y含量为0.15%(质量分数)的AlSi7Cu2Mg合金的强度及 伸长率均呈下降趋势;随着 Y 含量的增加,AlSi7Cu2Mg合金在 250 ℃的高温强度(抗拉强度和屈服强度)和伸长 率先增加后降低;Y含量为0.1%的AlSi7Cu2Mg合金的高温力学性能最高,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为 275 MPa、240 MPa和12.4%;微量Y对AlSi7Cu2Mg合金的强化作用主要是其对Si相的变质细化作用,在Y含 量为0.1%时,Si相获得最佳的变质效果。

关键词: 稀土Y;Al­Si­Cu­Mg 合金;高温力学性能;变质中图分类号:TG 146.21 文献标志码:AEffect of Y on high temperature mechanical properties ofAlSi7Cu2Mg alloyZHANG Wen­da, YANG Jing, LIU Yun, DANG Jin­zhi, XU Hong(School of Materials Science and Engineering, North University of China, Taiyuan 030051, China)Abstract: The effect of Y contents on the high temperature mechanical properties of AlSi7Cu2Mg alloys was investigated by electronic universal material testing machine, scanning electron microscopy (SEM) and differential thermal analysis (DTA). The results indicate that the ultimate tensile strength and elongation of the AlSi7Cu2Mg alloy with 0.15% Y (mass fraction) decrease with increasing temperature. The ultimate tensile strength, yield strength and elongation of the AlSi7Cu2Mg alloys with 0.1% Y increase up to the maximum value and then decrease with increasing Y content at 250 ℃. The alloy with 0.1% Y has the highest high temperature mechanical properties (ultimate tensile strength of 275 MPa, yield strength of 240 MPa and elongation of 12.4%). The strengthening effect of trace Y on the AlSi7Cu2Mg alloys is mainly relying on the modification of eutectic Si phase, the optimal modification of Si phase can be obtained with 0.1% Y.Key words:rare earth Y; Al­Si­Cu­Mg alloy; high temperature mechanical properties; modification稀土微合金化一直是提高合金性能、挖掘合金潜 力的重要手段 [1] ,稀土在铸造铝合金中起到细化组 织 [2] 、净化熔体、减少气体和夹杂物含量 [3] 、降低线膨 胀系数、减少铸造铝合金的裂纹源 [4] 、提高合金常温 和高温力学性能等方面的良好作用 [5−8] 。

稀土元素对镍及镍钴合金镀层性能的影响

稀土元素对镍及镍钴合金镀层性能的影响

Ele o r rh o t e Pe f nn n e o c e n c e. b l Elc r d p st l  ̄ fRa e Ea t n h ro a c fNi k la d Nik 1Co a t e t o e o i s
PAN n Sl Big-I O,S n - e .Y+ HI Do g m i  ̄NG a- ua K ih
以 太 大 改善 镍 及 镍 钴 合 垒镀 层 的性 能 , 镀 层 结 晶妇 化 , 构 紧 密 使 结
[ 关键词 ] 镍钴合 垒 : 土; 稀 电镀
[ 中图分类号] T 13 2 Q 5
[ 文献标识码 ] ^
[ 章编 号] 1 1 t: 20 16 0 1 0 文 0 5 0 20 —02 — 2 0 4 O(
( a u yn n ier g F e h f gn ei ,Chn nv  ̄i f e *ii e ,Wu a 3 0 4 hn ) E n ia U ie.t 0 o - l s 'y G s ec h n4 0 7 ,C ia
Ab ta t T e efc fd f rn mo n fr r a t d iie i n c e n ik lC b i ee wo e o is9 ̄ sr c : h fe to i e e ta u t0 a e e rh a d t s ol ik la d n c e— O at Ic d p st ,S i v q 1
潘 秉锁 , 冬梅 , 凯华 史 杨 ( 中田地 质 大学 l _ 程学 院 . 湖北武 汉 40 7 ) 30 4
[ 摘 要 ] 以普通镀镍 液 为基 础 , 究了不 司的稀土乖 加量对憬及 镍钴 台垒镀层性 能 的影响 铲 对镀层 进行 了硬崖 测

高温合金中镍基合金的析出相演变与力学性能研究

高温合金中镍基合金的析出相演变与力学性能研究

高温合金中镍基合金的析出相演变与力学性能研究第一章引言高温合金是一种在高温环境下具有良好性能的材料,广泛应用于航空航天、能源等领域。

镍基合金是一类重要的高温合金,在高温环境下具有优异的力学性能和抗氧化性能。

然而,随着应用环境的加剧,镍基合金的性能要求也越来越高。

在合金设计和改性方面,对于高温合金中析出相的演变与力学性能的研究变得尤为重要。

第二章析出相与微结构2.1 析出相的定义与分类高温合金中的析出相是指在固溶体基体中析出形成的第二相,它们可以显著影响合金的力学性能。

根据组成和形态的不同,析出相可以分为粗大的碳化物、硼化物、硅化物等颗粒状相和细小的间隙型或团状相。

粒状相通常对合金的强度有利,而间隙型或团状相则常常对合金的韧性产生较大影响。

2.2 析出相的形成机制析出相形成的机制多种多样,可以是固溶体相变引起的,也可以是固溶体内结构不稳定导致的。

其中,最常见的有沉淀析出、固溶体相分解和固溶体共晶反应等。

这些形成机制对于析出相的组成、形态和分布都有重要的影响。

2.3 析出相的显微组织观察方法显微组织观察是研究高温合金中析出相的重要手段,常用的观察方法包括光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等。

这些方法不仅可以观察析出相的形态、尺寸和分布,还可以获取更多的微观结构信息,如界面结构、晶粒取向等。

第三章析出相演变与力学性能3.1 析出相对力学性能的影响高温合金中的析出相可以通过多种方式影响力学性能。

在强化作用方面,粒状相通过限制晶体滑移、阻碍位错运动等方式增加合金的屈服强度和抗拉强度;间隙型或团状相则可以通过吸收和消散位错,提升合金的延展性和抗疲劳性能。

在韧性方面,粒状相的分布和尺寸对合金的韧性有着重要影响。

3.2 析出相演变与力学性能的关系高温下,合金的组织和力学性能呈现出动态平衡状态,析出相的演变对力学性能有着重要影响。

通过研究析出相的演变规律,可以得到相应的力学性能变化规律,为高温合金的设计和改性提供理论依据。

稀土元素对镍基高温合金热强性能的影响及作用

稀土元素对镍基高温合金热强性能的影响及作用

稀土元素对镍基高温合金热强性能的影响及作用宋燕;阳辉;向朝玉;周越成;龙金求;杨学焘【摘要】镍基合金因其固溶合金的基体从固态到绝对零度都保持奥氏体,使其既能在低温下使用,又能在接近1200℃的高温环境中使用,被广泛应用于电力、石化、航空航天、核电和控制环境污染等工业领域,是工程材料最重要的类别之一.然而,随着科学技术的发展,材料的性能要求也越来越高,高性能金属材料已成为一个新的发展方向.稀土元素的微观结构具有其特殊性,且化学性质比较活泼,合金中加入一定比例稀土元素对净化晶界、细化合金组织有很好的效果,同时合金的高温抗氧化性、抗蠕变性、热加工性有明显提高.因此,研究人员做了大量的实验来探索稀土元素对镍基高温合金性能的影响.本文主要针对近几年来国内外研究者在这方面的研究成果进行综述,探索稀土元素对镍基高温合金热强性能的影响.【期刊名称】《中国金属通报》【年(卷),期】2018(000)012【总页数】2页(P104-105)【关键词】镍基高温合金;稀土;热强性能【作者】宋燕;阳辉;向朝玉;周越成;龙金求;杨学焘【作者单位】贵州大学材料与冶金学院,贵州贵阳 550025;贵州大学材料与冶金学院,贵州贵阳 550025;贵州大学材料与冶金学院,贵州贵阳 550025;贵州大学材料与冶金学院,贵州贵阳 550025;贵州大学材料与冶金学院,贵州贵阳 550025;贵州大学材料与冶金学院,贵州贵阳 550025【正文语种】中文【中图分类】TG132.3以镍基高温合金为原材料的高温结构部件,其热强性能是其所铸零件的一个重要性能指标。

元素原子的电子结构决定了元素原子的物理化学性质,稀土元素原子奇特的原子结构使得其元素原子具有活泼性强、三价离子最为稳定和部分稀土元素原子杂化过程中电子运动方式不同等特性。

随着稀土的开发和分离技术的发展和成熟,稀土元素越来越广泛地应用于金属材料的性能改善方面,且都取得了可观的成果。

稀土在钢铁材料、有色金属材料、稀有金属材料和高温金属材料中起着极为重要的作用。

《稀土Ce对Fe40Mn20Cr20Ni20高熵合金耐腐蚀性能的影响》范文

《稀土Ce对Fe40Mn20Cr20Ni20高熵合金耐腐蚀性能的影响》范文

《稀土Ce对Fe40Mn20Cr20Ni20高熵合金耐腐蚀性能的影响》篇一一、引言随着科技的发展,高熵合金作为一种新型的合金材料,因其独特的物理和化学性质,在许多领域得到了广泛的应用。

稀土元素因其独特的电子结构和化学性质,在合金中常起到改善性能的作用。

本文以Fe40Mn20Cr20Ni20高熵合金为研究对象,探讨稀土Ce元素对其耐腐蚀性能的影响。

二、Fe40Mn20Cr20Ni20高熵合金及其性质Fe40Mn20Cr20Ni20高熵合金是一种以铁为基础,包含锰、铬、镍等元素的高熵合金。

这种合金具有优良的力学性能和耐腐蚀性能,被广泛应用于各种工程领域。

然而,其耐腐蚀性能仍有一定的提升空间。

三、稀土Ce元素的添加为了改善Fe40Mn20Cr20Ni20高熵合金的耐腐蚀性能,我们尝试在合金中添加稀土Ce元素。

稀土Ce因其独特的电子结构和化学活性,可以与合金中的其他元素形成稳定的化合物,从而改善合金的微观结构和耐腐蚀性能。

四、稀土Ce对耐腐蚀性能的影响1. 微观结构的影响:稀土Ce的添加可以改变合金的微观结构,形成更细小的晶粒和更均匀的相分布,从而提高合金的致密性和耐腐蚀性能。

2. 化学成分的影响:稀土Ce与合金中的其他元素形成稳定的化合物,可以改善合金的电化学性能,降低电极电位差异,从而提高耐腐蚀性能。

3. 表面保护层的影响:稀土Ce的添加可以在合金表面形成一层致密的氧化物保护层,阻止了腐蚀介质与基体的接触,从而提高了耐腐蚀性能。

五、实验结果与分析通过电化学测试和腐蚀实验,我们发现稀土Ce的添加显著提高了Fe40Mn20Cr20Ni20高熵合金的耐腐蚀性能。

在添加了稀土Ce的合金中,其晶粒更细小、相分布更均匀,表面保护层也更致密。

这些因素共同作用,使得合金的耐腐蚀性能得到了显著提高。

六、结论本文研究了稀土Ce对Fe40Mn20Cr20Ni20高熵合金耐腐蚀性能的影响。

通过添加稀土Ce元素,可以显著改善合金的微观结构、化学成分和表面保护层,从而提高其耐腐蚀性能。

稀土元素对合金耐磨性的影响

稀土元素对合金耐磨性的影响

稀土元素对合金耐磨性的影响稀土元素,这听起来好像有点高大上,让人感觉离咱们的日常生活有点远。

但其实啊,它们在合金耐磨性方面的影响可大着呢!先给您讲讲我之前的一次经历。

有一回,我去一个工厂参观,正好看到工人师傅们在处理一批金属零件。

那些零件看上去磨损得厉害,师傅们一脸发愁。

我就好奇地凑过去问,这是咋回事呀?师傅说,这合金材料不耐用,磨损太快,影响生产效率不说,还增加了成本。

这就让我想到了稀土元素。

稀土元素就像是合金的“魔法调料”,能让合金变得更耐磨。

比如说,在常见的钢铁合金里加入少量的稀土元素,就像给这个“钢铁战士”穿上了一层坚固的铠甲。

原本容易在摩擦中“受伤”的合金,这下子能抵挡住更多的“攻击”。

为啥稀土元素有这么大的能耐呢?这得从微观世界说起。

稀土元素加入合金后,能细化合金的晶粒。

这晶粒啊,就好比是合金的“细胞”,细胞变小了,结构就更紧密了,也就更耐磨啦。

而且,稀土元素还能净化合金的成分。

就好像是给合金做了一次“深度清洁”,把里面的杂质都清理掉,让合金的质地更纯净,自然也就更耐磨。

再比如说,在铝合金中加入稀土元素,能让铝合金在高温环境下也保持良好的耐磨性。

想象一下,汽车发动机里的零件,在高温下不停地运转,如果材料不耐磨,那很快就会出问题。

但有了稀土元素的加持,这些零件就能经受住高温和摩擦的双重考验。

还有呢,稀土元素能改善合金的表面性能。

让合金表面更加光滑、坚硬,就像是给合金表面镀了一层“保护膜”,减少了摩擦带来的损伤。

总之,稀土元素对合金耐磨性的影响那是实实在在的。

有了它们,合金能在各种恶劣的条件下依然保持良好的性能,为我们的生产和生活提供更可靠的保障。

回想那次在工厂的参观经历,我真希望那些工人师傅们能早点用上加入稀土元素的优质合金材料,这样他们就不用再为零件的磨损问题而烦恼啦!。

稀土对铁镍基合金材料组织及性能的影响

稀土对铁镍基合金材料组织及性能的影响

稀土对铁镍基合金材料组织及性能的影响关尚虎;刘军强【摘要】探讨了含稀土元素的FeNiCrWRE粉末的研制工艺及在合金和耐磨性涂层方面的应用.研究表明,稀土元素能够提高合金致密性、组织均匀性,细化涂层组织晶粒,促进组分间的化学冶金反应,形成了NiCrFe、γ(Fe,Ni)固溶体和CeNi3等一些新相,这些新相通过固溶强化等作用使涂层的显微硬度、结合强度以及耐磨性都得到优化提高.【期刊名称】《机械研究与应用》【年(卷),期】2017(030)006【总页数】3页(P79-81)【关键词】FeNiCrWRE粉末;稀土元素;显微组织;耐磨性能【作者】关尚虎;刘军强【作者单位】天水锻压机床(集团)有限公司,甘肃天水 730050;天水锻压机床(集团)有限公司,甘肃天水 730050【正文语种】中文【中图分类】TF1170 引言粉末冶金是用金属或非金属粉末(或金属与非金属粉末的混合物)作为原料,经过成形和烧结制造具有特定形状、尺寸和性能金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺过程。

粉末冶金技术既是一种能生产具有特殊性能材料的技术,又是一种制造廉价优质机械零件的工艺。

目前,粉末冶金技术已成功服务于航空航天、机械装备制造、冶金、仪器仪表、五金工具、电子家电等国民经济领域,成为满足社会生产和科学技术发展不可或缺的重要工程技术。

在粉末冶金技术中常用的金属粉末有铁、铜、镍、钴、钨、钼、铬和钛粉等。

其中,铁镍合金粉末是粉末冶金工业中的重要原材料,已在金属制品、轻工、石油化工、汽车、船舶和模具等行业广泛应用,并获得了显著的经济和社会效益[1-4]。

为了进一步提高铁镍合金粉末的性能,采用气雾化法制粉工艺研制添加稀土元素的铁镍合金粉末(记为FeNiCrWRE),通过一系列试验分析研究了稀土元素对铁镍粉末的组织结构及性能的影响。

并利用火焰喷涂工艺将其应用到了服役机械零件表面,大幅度延长了相关机械零件的服役周期,取得了良好的实践效果。

稀土元素对镍基铝合金激光熔覆涂层性能的影响

稀土元素对镍基铝合金激光熔覆涂层性能的影响

稀⼟元素对镍基铝合⾦激光熔覆涂层性能的影响铝合⾦表⾯硅化改性研究⼀实验原理1.1.铝与铝合⾦铝及铝合⾦具有⽐重轻、⽐强度⾼、耐蚀性好、导电导热性好、⽆磁性、韧性好等优点,且地球上铝资源含量丰富,其含量仅次于氧和硅,因⽽显⽰出⼴阔的应⽤前景。

随着现代⼯业的快速发展,铝⼯业的技术⽔平已经达到了很⾼的⽔平,⽣产范围已遍布全球。

铝硅系合⾦,⼜称为“铝硅明”,硅含量⼀般在 4%以上。

这类合⾦不仅能保持纯铝的优良特性,⽽且由于合⾦化或者热处理的作⽤,使其具有良好的综合性能。

铝硅构成⼆元共晶合⾦,共晶点成分为含 Si 量11.7%,共晶反应温度⼤约为 577 ℃,共晶反应为 L—α+β。

Al-Si 合⾦室温下仅形成α-Al和β-Si 两种相,α相是 Si 在 Al 中的固溶体,成分、性能和纯铝相近。

⾼硅含量的铝合⾦,具有密度⼩,热膨胀系数低,铸造性能和抗磨性能好,是⼀种重要的铸造铝合⾦,特别适于制造轻质、耐磨耐⾼温的航天飞⾏器和汽车零部件。

1.2 激光熔覆⼯艺激光熔覆亦称激光熔敷或激光包覆,是利⽤⾼能密度激光束将添加在基体表⾯的具有特定功能的熔覆材料加以照射加热,从⽽使熔覆材料与基材⼀起相互熔合,在基材表形成具有完全不同成分与性能的合⾦熔覆层,从⽽提⾼材料的使⽤寿命。

与其他表⾯改性技术相⽐,激光熔覆技术诸多特点:(1)熔覆材料体系选择⾮常⼴泛,能量密度⾼;(2)激光是⼀快速加热快速冷却的过程,所以具有快速凝固的组织特征,甚⾄产⽣亚稳相、超硬弥散相、⾮晶等具有新的组织结构;(3)激光束的⾼能密度能产⽣近似绝热的快速加热,所以基体热输⼊和变形⼩,可以对成形⼯件进⾏改性;(4)涂层厚度范围可控制,涂层稀释率低,材料消耗少,熔覆涂层与基材之间能形成冶⾦结合,⼯艺易于控制和灵活,易于实现⽣产化和机械化。

激光处理技术在铝合⾦表⾯成功地制备出各种硅涂层,提⾼了基体的硬度、耐磨、强度等性能。

但是他们熔覆的的强化层硬度不是很⾼,同时硬度的提⾼没有达到⼀定的深度要求,强化层与基体间硬度下降较快,从⽽引起铝合⾦的整体质量。

添加稀土元素对合金钢热轧薄板的高温气蚀耐磨性能的改进研究

添加稀土元素对合金钢热轧薄板的高温气蚀耐磨性能的改进研究

添加稀土元素对合金钢热轧薄板的高温气蚀耐磨性能的改进研究合金钢是一种具有优良性能和广泛应用的材料。

然而,在高温下,由于气体的氧化腐蚀和磨损,合金钢的性能会受到限制。

为了改善合金钢在高温环境下的耐磨性能,研究人员开始研究添加稀土元素对其影响的实验。

稀土元素是指周期表的15个元素,包括镧系和钇系元素。

这些元素具有特殊的电子结构和化学性质,使得它们在材料中具有独特的功能和效果。

在合金钢中添加稀土元素可以改善其高温气蚀耐磨性能,以下是一些研究成果的介绍。

首先,研究表明添加稀土元素可以提高合金钢的高温气蚀性能。

高温下,氧化腐蚀是合金钢的主要性能限制因素之一。

稀土元素的添加可以形成致密的氧化膜,阻止氧气进一步侵蚀合金钢表面。

此外,稀土元素还能与氧气反应生成稀土氧化物,进一步提高氧化膜的稳定性和耐蚀性,从而延长合金钢的使用寿命。

其次,添加稀土元素还能改善合金钢的高温耐磨性能。

高温下,合金钢表面容易受到颗粒的冲击和磨损。

研究表明,稀土元素的添加可以形成细小的碳化物颗粒,这些颗粒能够增加合金钢的硬度和耐磨性。

此外,稀土元素还能与其他合金元素形成稀土间化合物,稳定合金的晶粒结构,进一步提高其耐磨性。

此外,添加稀土元素对合金钢的高温力学性能也有一定影响。

研究表明,在高温下,稀土元素对合金钢的强度和韧性有一定的增强作用。

稀土元素可以抑制合金钢在高温下的晶格变形和晶界疲劳破坏,提高其耐高温载荷的能力。

同时,稀土元素还可以改善合金钢的热膨胀性能,减少在高温下的热应力和热裂纹的产生。

然而,需要注意的是,稀土元素的添加量应适当控制。

过量的稀土元素可能导致合金钢的结构不稳定,影响其力学性能和加工性能。

因此,在实际应用中,需要对合金钢的成分和添加量进行充分考虑,并进行综合评估和调整。

综上所述,添加稀土元素可以有效改进合金钢热轧薄板在高温气蚀耐磨性能方面的表现。

稀土元素的添加能够形成稳定的氧化膜,提高合金钢的抗气蚀能力;同时,稀土元素还能增加硬度和耐磨性,改善合金钢的抗磨损能力。

稀土元素对镍及镍钴合金镀层性能的影响

稀土元素对镍及镍钴合金镀层性能的影响
l试验
1.1基本镀液及工艺 基本镀液为:Nis04·6H20 300 g/L,Ni吐·6H20 20 g/L,HH cl 9
以,H3B吗35∥L。镀液PH值为4 2。试验所用试剂均为分析
纯.用蒸馏水配成电镀液。阳极为可溶性镍板,阴极采用 40 n埘×40mm的45钢片,其非工作面绝缘。阴极电流密度为l,6
作者: 作者单位: 刊名:
英文刊名: 年,卷(期): 被引用次数:
潘秉锁, 史冬梅, 杨凯华 中国地质大学工程学院,湖北武汉,430074
材料保护 JOURNAL OF MATERIALS PROTECTION 2002,35(6) 19次
参考文献(4条) 1.覃奇贤;郭鹤桐 电镀原理与工艺 1993
试样的垃度测试采用HMF-3显微硬度计进行。试样的孔隙 率采用腐蚀法测定。腐蚀溶液为铁氰化钾10∥L加氯化钠20 ∥L,孔隙率以每平方厘米镀层上的斑点数表示.表面形貌分析 采用J帅-35cF型扫描电子显微镜进行。
2试验结果及讨论
2.1试样的硬度测试结果 图l是添加各种水平的稀土和硫酸钴时各试样的硬度试验
Key words:nickel—cobalt electmdeposits;m咒eanh;elect工oplati“g
镍镀层由于具有较好的耐蚀性、良好的耐磨性等,早已被应 用于防护.装饰性镀层的底层或中间层;在20世纪70年代以后, 各种功能性镍镀层的发展也非常迅速…=但由于普通镍镀层的 硬度较低,在生产中一般采用电化学的方法制备各种镍基合金, 如电铸中往往引入钴而形成镍钻合金,以提高镀层的机械性能和 耐磨性。f【i众所周知.电沉积镍钴台金极易产生针孔,孔隙率较 高.使得其进一步的应用受到丁一定的限制。
1收稿日期]2002—0l一07

高温合金材料中的析出行为及其对性能的影响

高温合金材料中的析出行为及其对性能的影响

高温合金材料中的析出行为及其对性能的影响一、Introduction高温合金材料,是指在高温下能够较好地抗氧化、耐热腐蚀、抗热疲劳和抗量热应力的合金材料。

2019年,高温合金材料市场规模已经达到了1670亿美元,预计到2025年将达到2370亿美元。

其中,高温合金中的析出行为和其对性能的影响是高温合金技术的一个重要方向。

二、高温合金材料的析出行为高温合金材料中存在着大量的合金元素,其在高温下会形成不同类型的相,包括固溶相、析出相等。

析出行为,指的是合金元素从固溶相中析出,形成新的稳定的相。

常见的高温合金材料中的析出相包括γ’、γ’’和δ等。

1. γ’相γ’相是高温合金中最主要的析出相,由于其高度的稳定性和良好的高温性能,因而广泛应用于高温合金和铸造合金。

γ’相主要由铝、钼和钛等形成的Ni3(Al, Ti, Mo)组成。

这些合金元素的添加会提高合金的热强度、低温变形性能和热稳定性。

2. γ’’相γ’’相是一种由镍和铬等元素形成的Ni3(Al, Ti, Cr)相。

γ’’相在高温下是不稳定的,会转变为γ’相。

因此,γ’’相通常被认为是一种较短时间的相,但这并不妨碍它为高温合金提供独特的高温性能。

3. δ相δ相是一种由碳、硅、铌等形成的相,它通常伴随着剩余的铁、铬等元素一起出现。

δ相的形成能提高高温合金的强度和稳定性,但由于其在高温下的热稳定性较差,对高温合金性能的影响仍需进一步研究。

三、析出行为对高温合金性能的影响析出相在高温合金中的存在,决定了高温合金的性能和使用寿命。

析出相的类型、形态、含量和分布状态等都会影响高温合金的性能。

1. 提高合金的强度和稳定性γ’相在高温下具有极高的热稳定性,能够有效地抵抗热蠕变和高温变形。

γ’’相在高温下虽然不稳定,但其在短时间内的存在仍能为合金提供额外的强度和稳定性。

δ相则能够提高合金的硬度、强度和耐腐蚀性,但其在高温下的热稳定性有待进一步研究。

2. 影响合金的抗氧化和耐腐蚀性高温合金材料在高温下的主要失效是氧化和腐蚀,析出相在合金材料中的形态和分布状态会影响合金的抗氧化和耐腐蚀性。

稀土元素Y和Ce对定向凝固镍基高温合金高温氧化行为的影响

稀土元素Y和Ce对定向凝固镍基高温合金高温氧化行为的影响

稀土元素Y和Ce对定向凝固镍基高温合金高温氧化行为的影响肖旋;徐乐;秦学智;侯介山;王常帅;郭建亭;周兰章【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2014(000)011【摘要】用热重法研究稀土元素Y和Ce对定向凝固镍基高温合金 DZ444高温氧化行为的影响,用X 射线衍射仪和扫描电镜等观察和分析氧化膜组成和形貌。

结果表明:合金在700、850和950℃下的恒温氧化动力学均符合抛物线规律,稀土元素的添加对其无影响;然而,添加稀土元素使其氧化激活能由257.6 kJ/mol 降低至246.8 kJ/mol;DZ444合金氧化膜分为3层:外层为疏松的 Cr2O3、TiO2和(Cr0.88Ti0.12)2O3的混合物;中间层为Cr2O3;内氧化物层为 Al2O3。

稀土元素未改变合金氧化膜的组成。

稀土元素极易偏聚在合金表面,促进保护性Cr2O3膜的形成,从而阻止合金的进一步氧化,并能有效抑制合金的内氧化。

【总页数】8页(P2769-2776)【作者】肖旋;徐乐;秦学智;侯介山;王常帅;郭建亭;周兰章【作者单位】沈阳理工大学材料科学与工程学院,沈阳 110159;沈阳理工大学材料科学与工程学院,沈阳 110159; 中国科学院金属研究所,沈阳 110016;中国科学院金属研究所,沈阳 110016;中国科学院金属研究所,沈阳 110016;中国科学院金属研究所,沈阳 110016;中国科学院金属研究所,沈阳 110016;中国科学院金属研究所,沈阳 110016【正文语种】中文【中图分类】TG141【相关文献】1.定向凝固参数和选晶器对镍基高温合金单晶组织的影响 [J], 李重河;魏超;张如林;汪宏斌;任忠鸣;鲁雄刚2.喷砂处理对定向凝固镍基高温合金DZ406组织及持久性能的影响 [J], 刘峰;谭政;张重远;王景丽;蔡静;周斌3.静磁场对定向凝固镍基高温合金组织影响的研究进展 [J], 刘承林;苏海军;张军;刘林;傅恒志4.高温时效时间对定向凝固DZ951镍基高温合金组织和持久性能的影响 [J], 夏鹏成;于金江;孙晓峰;管恒荣;胡壮麒5.施载方向对定向凝固镍基高温合金高温蠕变行为的影响 [J], 袁超;郭建亭;王铁利;杨洪才;王淑荷;张皓因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

稀土元素对合金高温氧化的影响

稀土元素对合金高温氧化的影响

稀土元素对合金高温氧化的影响稀土元素是指周期表中镧系元素和锕系元素,它们在合金高温氧化过程中发挥着重要的作用。

合金是由两种或更多种金属或非金属元素组成的材料,具有优异的性能和广泛的应用领域。

然而,在高温环境下,合金容易发生氧化反应,导致性能下降甚至失效。

稀土元素的加入可以显著改善合金的高温氧化性能,下面将详细介绍其影响。

稀土元素能够形成稀土氧化物膜覆盖在合金表面,起到了一种保护层的作用。

这种氧化物膜可以阻断氧气和其他有害物质的侵入,减缓合金的氧化速度。

同时,稀土氧化物膜还具有一定的自修复能力,能够在局部破损处重新形成,保持合金的整体性能。

因此,稀土元素的加入可以有效延缓合金的高温氧化过程。

稀土元素还能够改变合金的晶界结构,提高晶界的稳定性和抗氧化性能。

晶界是由晶粒之间的界面组成,容易形成裂纹和氧化反应。

稀土元素的加入可以促使晶界结构的紧密性增加,减少晶界的缺陷和敏感性。

这种结构改变可以提高合金的高温强度和耐腐蚀性,延长其使用寿命。

稀土元素还可以与合金中的其他元素形成稳定的化合物,改善合金的热稳定性和抗氧化性能。

这些化合物在高温下不容易分解或氧化,能够阻碍氧气和其他有害气体的进入。

稀土元素的加入还可以降低合金的熔点和蒸发速率,提高合金的热稳定性,减少高温下的相变和烧蚀现象。

稀土元素还能够调整合金的晶体结构和晶格缺陷,提高合金的高温力学性能。

稀土元素的加入可以改变合金的晶体生长速率和晶格畸变程度,使合金晶粒更加均匀细小,提高其力学性能。

稀土元素还可以填充合金的晶格缺陷,增强其稳定性和抗氧化性能。

这些改变可以提高合金的高温强度、塑性和韧性,使其在高温下保持优异的性能。

稀土元素对合金高温氧化有着重要的影响。

稀土元素能够形成氧化物膜、改变晶界结构、形成稳定的化合物以及调整晶体结构和晶格缺陷,从而提高合金的高温氧化性能。

稀土元素的加入可以延缓合金的氧化速度,降低合金的熔点和蒸发速率,提高合金的热稳定性和抗氧化性能。

稀土材料在高温合金中的应用研究

稀土材料在高温合金中的应用研究

稀土材料在高温合金中的应用研究引言稀土材料是指具有稀土元素的合金材料。

稀土元素具有特殊的电子结构和磁学性质,在高温环境下表现出良好的稳定性和高温性能。

因此,稀土材料在高温合金中的应用一直是研究的热点。

本文主要探讨稀土材料在高温合金中的应用研究进展。

稀土材料的特性及优势1.高温稳定性:稀土元素的电子结构使其在高温环境下保持稳定性,不易氧化或熔化。

2.强韧性:稀土材料具有良好的强韧性,能够承受高温下的力学应力。

3.耐腐蚀性:稀土材料对酸碱等腐蚀性介质具有较好的抵抗能力。

4.导热性:稀土材料具有较好的导热性能,有利于高温合金的散热。

稀土材料在高温合金中的应用研究进展1. 高温合金的增强剂稀土材料可以作为高温合金的重要增强剂,提高合金的力学性能和高温稳定性。

研究人员通过对稀土材料和基底金属之间的相互作用进行优化,提高合金的抗氧化和抗高温蠕变性能。

2. 稀土氧化物保护层稀土氧化物具有良好的氧化抵抗性能,在高温下能够形成致密的氧化物保护层,有效防止高温合金的氧化损伤。

研究人员通过控制稀土氧化物的组成和结构,提高保护层的性能和稳定性。

3. 稀土材料的合金化改性通过将稀土材料与其他金属元素进行合金化,可以改变材料的微观结构和力学性能,提高材料在高温环境下的稳定性和抗腐蚀性能。

4. 稀土材料在高温催化中的应用稀土材料具有良好的催化性能,可以在高温下催化反应,提高催化剂的活性和稳定性。

研究人员通过合成稀土材料的纳米结构,提高其催化效能。

稀土材料的挑战和展望尽管稀土材料在高温合金中的应用研究取得了一定的进展,但仍面临一些挑战。

首先,稀土元素的稀缺性和高成本限制了稀土材料的大规模应用。

其次,稀土材料在高温环境下的稳定性和可加工性仍需要进一步改进。

未来的研究可以从以下几个方面展开:1.开发低成本稀土替代材料,降低稀土材料的制备成本。

2.探索稀土材料的纳米结构和复合材料,提高其高温稳定性和力学性能。

3.加强稀土材料在高温催化和能源领域的应用研究,提高其应用价值。

稀土元素对高温合金强度的影响

稀土元素对高温合金强度的影响

稀土元素对高温合金强度的影响稀土元素这玩意儿,听起来是不是有点神秘?其实啊,它们在高温合金强度这方面可有着大作用呢!先给您讲讲啥是高温合金。

就说咱常见的飞机发动机吧,那里面的零件在工作的时候,温度高得吓人,普通材料根本扛不住。

这时候高温合金就登场了,它能在高温环境下依然保持良好的性能。

而稀土元素就像是高温合金的“超级助手”。

就拿我之前在实验室里的一次观察来说,那真是让我印象深刻。

当时我们正在研究一种含有稀土元素钇(Y)的高温合金。

在显微镜下,我仔细地观察着它的微观结构,那一个个细小的晶粒排列得整整齐齐,就像是训练有素的士兵方阵。

当我们对这种合金进行拉伸测试时,发现它的强度比不含钇的合金高出了一大截。

稀土元素为啥能有这么大的能耐呢?这是因为它们能够细化晶粒。

您想想,晶粒变得细小而且均匀了,就像是把一大块土地划分成了很多小块的农田,每一块都能被精心耕种,这样整体的质量和稳定性不就提高了嘛。

再比如说稀土元素铈(Ce),它能净化合金中的杂质。

就好像是在一个大班级里,把那些调皮捣蛋、影响秩序的“坏学生”给清理出去,留下的都是听话认真的“好学生”,整个班级的氛围和成绩自然就好了。

还有啊,稀土元素镧(La)能增强合金的抗氧化性能。

高温环境下,就像在烈日炎炎的沙漠中行走,很容易被“晒坏”。

但有了镧的保护,就像是给高温合金穿上了一层防晒衣,让它不容易受到氧化的侵害,从而保持良好的强度。

不过呢,稀土元素的加入也不是越多越好。

这就好比做菜放盐,放少了没味道,放多了齁得慌。

如果稀土元素加得太多,反而可能会产生一些不利的影响,比如导致合金的韧性下降。

所以啊,在利用稀土元素来提高高温合金强度的时候,科研人员就像是一位经验丰富的大厨,要精准地掌握好“用量”,才能烹饪出一道美味的“强度大餐”。

总的来说,稀土元素对于高温合金强度的影响是多方面的,而且非常重要。

未来,随着研究的不断深入,相信稀土元素会在高温合金领域发挥出更加神奇的作用,为我们的科技发展做出更大的贡献!就像当初我在实验室里看到的那个含有钇的高温合金一样,给人带来满满的惊喜和期待。

稀土元素对高温合金性能的影响

稀土元素对高温合金性能的影响

稀土元素对高温合金性能的影响稀土元素,这几个字听起来是不是有点神秘兮兮的?其实啊,它们在高温合金的世界里可有着举足轻重的地位。

咱先来说说高温合金是啥。

就好比有个超级厉害的金属战士,能在高温那种超级恶劣的环境下还能坚强地工作,不喊苦不喊累。

比如在航空发动机里面,温度那叫一个高,普通金属早就软趴趴了,高温合金却能扛得住。

那稀土元素在这中间扮演啥角色呢?嘿,就像是给这个金属战士吃了大力丸!有一次我去一家工厂参观,正好看到工程师们在研究高温合金。

他们一脸严肃,眼睛紧紧盯着那些实验器材。

我凑过去看,发现他们正在测试加入不同量稀土元素后的高温合金性能。

其中有一块加入了适量稀土元素的高温合金样品,那表现简直惊艳!在高温环境下,其他没加稀土元素的合金都有点招架不住了,开始出现变形、裂纹之类的问题。

可这块加了稀土元素的合金,就像个钢铁硬汉,纹丝不动,稳得很!稀土元素能够净化合金的晶界。

这就好比把合金里面的杂质都清理掉,让金属的结构更加整齐、坚固。

就像我们打扫房间,把乱七八糟的东西都清理出去,房间自然就整洁干净,住着也舒服。

它还能细化晶粒。

晶粒就像是金属的小细胞,晶粒小了,金属的性能也就更好了。

想象一下,一堆小小的晶粒紧密排列,那力量得多强大啊!而且啊,稀土元素能增强高温合金的抗氧化和抗腐蚀能力。

在高温下,氧气和其他腐蚀性物质就像小恶魔,总想破坏合金。

但稀土元素在,就像给合金穿上了一层坚固的防护服,小恶魔们只能干瞪眼。

不过,这稀土元素也不是加得越多越好。

就像做菜放盐,适量美味,多了可就齁得慌。

如果稀土元素加太多,反而可能会起到反作用,让高温合金的性能下降。

总之,稀土元素对于高温合金性能的影响那可真是不容小觑。

它们就像是高温合金的魔法药水,用得好,就能让高温合金变得更强大,在各种高温环境下大显身手!所以啊,研究稀土元素和高温合金的关系,对于推动工业发展,特别是那些对材料性能要求极高的领域,有着至关重要的意义。

未来,说不定还能因为这方面的研究突破,让我们的生活发生更多意想不到的变化呢!。

稀土元素在高温合金中的应用

稀土元素在高温合金中的应用

稀土元素在高温合金中的应用
稀土元素是一类具有独特性质的元素,它们在高温合金中的应用受到了广泛的关注。

首先,稀土元素可以改善高温合金的结构和性能。

稀土元素可以改变高温合金的晶体结构,使其具有更高的抗拉强度和抗疲劳强度,从而提高高温合金的耐热性和耐腐蚀性。

此外,稀土元素还可以改善高温合金的热稳定性,使其具有更高的热稳定性和抗热膨胀性。

其次,稀土元素可以改善高温合金的加工性能。

稀土元素可以改变高温合金的组织结构,使其具有更好的加工性能,从而提高高温合金的加工精度和加工效率。

最后,稀土元素可以改善高温合金的热处理性能。

稀土元素可以改变高温合金的热处理性能,使其具有更高的抗拉强度和抗疲劳强度,从而提高高温合金的热处理性能。

总之,稀土元素在高温合金中的应用受到了广泛的关注,它可以改善高温合金的结构和性能,改善高温合金的加工性能,改善高温合金的热处理性能,从而提高高温合金的使用性能。

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稀土金属对镍基高温合金析出相的影响稀土金属(REMS)在镍基超高温合金上凝固时的微观组织和偏析的影响正在被各方面探讨、研究。

稀土金属大大减少粗大柱状晶体的数量,增加了等轴晶粒的数量。

稀土金属以Ni5Ce沉淀在枝晶间区域被析出。

MC颗粒和MC碳化物的尺寸和分布都受REMs的影响。

REM严重加剧了铌和钛的偏析使共晶体(γ+γ´),Laves相,δ相和σ相在枝晶间析出。

差热分析表明,添加REM可以改变高温合金的相的析出温度和凝固顺序。

关键字:稀土金属偏析凝固镍基高温合金序言稀土金属(REMS)显著改善钢和高温合金的高温性能,如耐氧化,热加工性能,塑性和蠕变断裂。

同时,许多研究已经表明微量元素,如磷,硫,硼和锆,可以极大地影响铁和镍基高温合金的微观结构和凝固过程。

然而,REM对镍基高温合金的凝固影响是众所周知的。

为了区分REM对凝固过程的影响,揭示稀土金属对镍基高温合金的影响原理,目前的工作是设计采用含有微量的REM的Ni -Cr-Co合金。

实验在两锭(直径90mm和高度200mm)合金试样,一锭没有REM(命名为合金1)和另一锭有REM(命名为合金2)通过真空感应熔炼制备了两种合金的熔化。

在1540℃,保持10分钟,然后倒入铸铁模具经空气冷却。

表1为这两种合金的组合成分。

样品为了能用光学显微镜和能用X射线耦合分析的扫描电子显微镜观测、分析,先经过2000砂砾机械抛光然后在10ml的磷酸和90ml水溶液电解腐蚀。

试品使用双射流抛光装置司特尔tenupol-5用10%高氯酸电解质在乙醇溶液中-20℃和20 V在透射型电子显微镜(TEM;TECNAI 20电子显微镜)下观察。

在200 kV下TEM观察作。

在15 NA的光束强度和加速电压20 kV下用CAMECA SX100电子探针分析(EPMA)对稀土元素的偏析和分布的程度进行分析。

利用离散点测量技术的EPMA确定了三枝晶核至少组合物和三枝晶区域。

在一个动态的Ar气保护下圆柱形样品进行(直径3mm和高度3mm)使用SETSYS Evolution 18 TG-DTA分析仪进行差热分析(DTA)。

样品以10℃每分钟率被加热到1450℃并保持3分钟,然后以在10℃每分钟冷却至室温。

表1合金1和2成分(质量比)合金 C Cr Co Mo Al Ti Nb B La Ce Ni 合金1 0.06 13.81 9.83 5.04 2.68 2.69 2.51 0.005 ……余量合金2 0.06 13.72 9.84 5.07 2.65 2.64 2.49 0.005 0.012 0.008 余量结果与讨论铸造的微观组织1和2合金的微观结构是边缘附近是由细小的等轴晶体组成,然后是柱状晶体和中间是等轴晶粒。

在径向方向上的每个区域的长度,如表2所示。

稀土金属大大减少粗大柱状晶体和增加了等轴晶体的数量,这与稀土金属在钢材中是一样的。

表2铸态组织数量/mm合金细等轴颗粒柱状颗粒等轴颗粒合金1 5 80 5合金2 3 35 521和2合金的显微组织,包括枝晶核和枝晶间区域,如图1所示。

在这两种合金中的主要是γ相,γ´相和MC型碳化物,其中γ´是主要的强化相,如图2所示在枝晶核的γ´相粒子形态和大小与在枝晶间区域是完全不同,在枝晶核是球形的和比较小,而枝晶间区域是立方的并且更大。

此外,在合金1的粒径无论是在枝晶核和枝晶间区域都小于2合金。

通过TEM分析观察(图3A),在这两种合金中的碳化物MC是块状的。

X射线能量色散分析表3表明,MC碳化物中有铌,钛和钼。

碳化物在含有REM的比没有REM的合金中更小、且分散。

图1 枝晶组织a,b为合金1;c,d为合金2在1合金中,包括γ相,γ´相和MC碳化物并且相对简单,并没有其他相。

然而,由于在2合金中添加REM使的析出相的更加复杂,如图1d表示。

如图1d所示,共晶体(γ+γ´)在合金2中沉淀在枝晶核和枝晶间区域之间的过渡区。

如图4a中看到,共晶(γ+γ´)中的γ´颗粒的尺寸比在枝晶核和枝晶间大得多区域。

同时,TEM分析表明,细小的δ(Ni3Nb)相在合金2彼此平行(图3b)。

在枝晶间区域它是沉淀在共晶(γ+γ´)附近,如图4a显示,和表3中列出的是EDX谱。

图2 在枝晶核和枝晶间区的γ',a,b为合金1;c,d为合金2图3 a碳化物[1 1 0],bδ相[1 4 3]1;c Laves相[0 0 1],dσ相[3 1 0] TEM分析表明定(见图3c),在合金中2形成块状Laves相。

Laves相是沉淀的枝晶间区域内,如图1d和4b,及能谱分析如表3所示。

在Laves相和δ相中铌和钛的组合物比在高温合金中的平均组合物多的多。

电子探针扫描分析表明,REM 的富集相在枝晶间区域形成。

REM 富集相在SEM 电镜图像(图4B )后向散射是明亮的白色且始终位于Laves 相的边缘,这表明它是在Laves 相形成后沉淀的。

它主要由镍和铈等稀土镧,这对应的金属间化合物是Ni5Ce ,如表3所示。

图4 a 为δ相,共晶(γ+γ');b Laves 相,Ni5Ce表3合金2中析出相(质量分数)一个拓扑封闭相,称为σ相,经由TEM 分析确定合金2中错在该相。

图3d显示其形态和[ 0 3 1]区衍射。

由于在枝晶间区域MC 碳化物,共晶(γ+γ´),δ相和Laves 相的析出消耗了大量的铝钛和铌,在基体中产生的铬,的钴和钼的富集,然后σ相析出。

元素偏析溶质的分配比率K ,是将组合物在枝晶间区域和枝晶核的计算,进行了评价元素偏析程度。

结果如表4。

在枝晶间区域铌和钛作为正偏析元素析出较多。

相反,在枝晶核铬和钴做为负偏析元素析出较多。

如铝、钼元素析出不明显。

如表4所示,两种合金中各元素的偏析倾向不受REM 的影响,但元素偏析程度的却收到了REM 的影响。

REMS 加重元素偏析,使的K 值变化,正偏析元素变大或负偏析元素变小。

在所有元素,铌和钛的偏析是变化最大的的,添加REM 后分别加Phases Cr Co Mo Al Ti Nb Ni La Ce MC 0 0 4.74 0 33.59 61.67 0 0 0 Laves 3.85 7.74 1.69 2.7 7.11 13.24 63.85 0 0 δ 8.08 6.67 5.04 3.3 5.88 8.41 62.62 0 0 Ni5Ce68.274.8826.85剧了13.74%和7.83%。

合金1 合金2元素树枝晶枝晶间K 树枝晶枝晶间KCr 14.18 13.2 0.93 14.74 12.67 0.86Co 10.27 9.16 0.89 10.44 9.29 0.89Mo 4.43 4.4 0.99 4.29 4.19 0.98Al 3.02 3.07 1.02 2.86 3 1.05Ti 2.11 3.51 1.66 2.13 3.8 1.79Nb 1.44 3.03 2.11 1.5 3.61 2.4表4枝晶间元素含量凝固顺序这两种合金的差热分析曲线,如图5所示。

有三个明显的放热峰标记为A,A´,B,B´,C和C´,在合金2存在中一个小的放热峰在1190℃和1210℃之间。

从样品的DTA微观组织观察可得,合金1由γ,γ´和MC型碳化物组成,而合金2由γ,γ´,MC碳化物,Laves相和少量的共晶(γ+γ´)体组成。

在冷却液相线以上温度,两个大的放热峰在1346℃A,A´开始,这和初生奥氏体枝晶的形成有关。

二次峰B和B ´可能代表共晶反应L→γ+MC,并从当地基线第一偏差为起始温度。

峰值C和C´相当广泛,表明相应的反应是γ´粒子的析出。

然而,另外两个反应发生在2合金:L→γ+(γ+γ´)和L→γ+Laves。

热峰(D´)表明凝固的终止,这是与许多Ni–Nb–C系高温合金是一致的。

对共晶低量(γ+γ´),通过DTA扫描,没有足够的能量可以被检测到,所以没有放热峰被识别。

由于共晶(γ+γ´)是分布在枝晶过渡区核和枝晶间区域可以推测反应发生低于B´以上D´。

因此,合金2的凝固顺序可能由一个四步骤描述:首先在1346 ℃在枝晶间液变得丰富的铌钛合金和碳是L →γ,其次是在1278℃共晶型反应L→γ+MC消耗碳合金枝晶间液体。

然后L→γ+(γ+γ´)作为第二共晶反应,最后,随着在1210℃近共晶类型L→γ+Laves 而凝固。

因此,合金1的凝固路径可能如下:凝固开始于γ枝晶状的冻结终止于达到1283℃L→γ+MC。

图5 b为a中虚线框放大差热分析REM 对凝固的影响可以说明如下。

首先,REMS似乎没有改变的液相线,但REMs可降低的固相线温度,合金1的固相线温度是1215℃和合金2的固相线温度是1190℃,从而扩大了25 ℃。

同时,REM能降低MC形成碳化物的起始温度5℃和诱导共沉淀(γ+γ´)和Laves相。

此外,在合金1中γ颗粒在950℃-1085℃析出,在合金2中是955℃-1100℃,REM可以提高γ´沉淀析出的温度的15℃、扩大区间10℃,它说明在枝晶核和枝晶间区γ´颗粒尺寸在合金2比合金1中大得多。

结论在铸锭中稀土金属大大增加促进促进柱状晶向等轴晶转变。

由于添加REM在枝晶间区域析出共晶体(γ+γ´),Laves相,δ相,σ相,Ni5Ce。

稀土金属偏析到枝晶间区域,加重铌和钛的析出。

稀土金属的出现拓宽了凝固区间和抑制MC碳化物形成的起始温度,因此影响的γ´相和MC碳化物分布和尺寸。

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