Al,Ti,Nb,Mo含量对新型Ni-25Cr-20Co镍基合金中γ′和η析出相的影响

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航空航天金属间化合物研究现状

航空航天金属间化合物的研究现状摘要：本文主要介绍金属间化合物的分类，现在的研究现状，以及金属间化合物的制备和工艺。

金属间化合物简称IMC(Intem~etallicsCompounds)，主要是指金属元素间、金属元素与类金属元素间形成的化合物，其特点是各元素间既有化学计量的组分，而其成分又可在一定范围内变化从而形成以化合物为基体的固溶体。

为了能在21吐纪保持在航空和航天领域的优势，大力推动了这方面的研究工作，并发展出一种能耐更高温度、比强度更高的新型金属间化合物高温结构材料，给新一代航空和航天器的发展开辟一个新时代。

关键字：航空航天、金属间化合物、引言由于金属间化合物材料在航天航空等国防尖端技术领域和机械、冶金、化工等一般工业领域均有着广阔的应用前景，因此，世界上工业发达的国家都投人大量的人力和资金进行金属间化合物材料的研究。

美国国防部关键技术计划和国家关键技术计划中均将金属间化合物材料列为关键材料之一。

德国和日本等国也有相应的计划。

美国是第一个对金属间化合物燃气轮机涡轮叶片进行试验的国家，在该技术领域居领先地位，而德国、法国和日本主要工作集中在金属间化合物的研究上，而不是应用上。

我国在国家自然科学基金、国家“863”高新技术及国家科技攻关项目中都将金属间化合物结构材料列为重要的研究课题。

金属间化合物是指以金属元素或类金属元素为主构成的二元或多元合金系中出现的中间相化合物。

按照用途可将其分为两类：一类是结构材料，主要是利用其强度、刚度、硬度、耐热性和抗高温蠕变等性能；另一类是功能材料，主要是利用其特殊的光学、电学、声学和热学等特征。

用做结构材料的金属间化合物有多种亚型，其中主要包括镍、铁和钛的铝化物，例如Ni3AI、NiAI、Ti3A1、Ti～及Fe3A1和Fe A1等，它们主要用做高温结构材料。

由于这类高温材料是具有有序结构相的金属间化合物，故又称高温有序合金或高温金属间化合物。

与镍基高温合金相比，这类材料的高温性能更好，可在更高的温度下工作，而且密度小，抗腐蚀能力强，抗蠕变、抗疲劳性能好，因而它们作为新一代飞机发动机、火箭推进系统和空间动力系统的高温结构材料有着极大的竞争力。

ni元素对免热处理铝硅合金组织影响

一、概述铝硅合金是一种常见的铝合金材料，具有良好的机械性能和热处理性能。

在免热处理状态下，铝硅合金的组织结构对其性能有着重要影响。

对于铝硅合金的组织影响因素进行深入研究，对于其在实际应用中的性能提升有着重要意义。

二、ni元素对免热处理铝硅合金组织的影响1. ni元素的添加ni元素是影响铝硅合金组织的重要合金元素之一。

它的添加可以改善铝硅合金的凝固组织，细化晶粒，提高材料的强度和韧性。

适当的ni含量可以使铝硅合金的晶粒尺寸更细小，提高材料的塑性变形能力，增加其耐热性。

2. ni元素浓度ni元素的浓度对铝硅合金组织也有着重要影响。

当ni元素的浓度过高时，可能会导致合金中产生大量过饱和的ni固溶体，从而影响了铝硅合金的强度和硬度。

在进行合金设计时，需要考虑ni元素的适当浓度，以充分发挥其对铝硅合金组织的优化作用。

三、ni元素对铝硅合金性能的影响1. ni元素提高了铝硅合金的耐蚀性和耐热性由于ni元素的加入，铝硅合金的晶粒尺寸得以细化，晶界的固溶度得到提高，对晶界的固溶强化作用也更加显著，从而提高了合金的耐蚀性和耐热性。

2. ni元素提高了铝硅合金的强度和韧性ni元素的添加可以有效细化铝硅合金的晶粒，并增加合金的位错密度，从而提高了合金的强度和韧性，使其在高温和高应力环境下具有更好的性能稳定性。

四、结论ni元素的添加对免热处理铝硅合金组织有着重要的影响。

适量的ni元素可以细化晶粒，增强固溶强化效应，提高合金的力学性能和热稳定性。

在实际的铝硅合金制备过程中，需要根据具体的应用要求和合金设计考虑ni元素的添加及浓度，以充分发挥其在铝硅合金中的优化作用。

这也为铝硅合金材料的研究和应用提供了重要的理论基础和技术指导。

五、ni元素在铝硅合金中的应用1. ni元素在航空航天领域的应用航空航天领域对材料的性能要求极高，特别是在高温和高强度等特殊环境下，对材料的稳定性和可靠性有着严格要求。

而添加ni元素的铝硅合金正是能够满足这些需求，其优异的耐热性和强度使得它成为航空航天结构材料的理想选择。

镍基单晶高温合金研究进展

镍基单晶高温合金的研究进展
-1-
目录
1 引言 ........................................................................................................................... 3 2 镍基单晶高温合金的背景及意义 ........................................................................... 4
针对不同的应用温度范围及材料的性价比，已有多种高温合金材料被研制并得到广泛应用，Ni 基高温合金适用于可以提供卓越的抗高温（800℃以上）蠕变、疲劳性能，Ti 基高温合金具有密度低的优势，但抗氧化能力差，主要应用于 700℃的工作环境，高强度、抗蠕变的铁素体刚则具有低廉的价格，广泛应用于高温蒸汽（565℃）发电装置，而碳化硅等陶瓷材料由于韧性及延展性较差，一般不能应用于以上工作环境。
-4-
2.2 单晶高温合金的发展历程
单晶高温合金是先进航空发动机的关键材料，多年来各国十分重视镍基单晶合金的研制和开发，采用镍基单晶高温合金制造涡轮叶片已成为当前先进航空发动机的标志之一。F119、GE90、EJ200、M88-2、P2000 等先进航空发动机无一例外地选用了单晶合金作为叶片材料。与多晶高温合金相比,单晶合金的主要优势在于：1）高的初熔温度容许合金进行充分的固溶处理，从而获得高的蠕变强度；2）没有易成为裂纹起始位置的晶界；3）由于<001>晶体取向的低弹性模量而具有高的热疲劳抗力。单晶高温合金也将是今后相当长时期内先进航空发动机的关键材料，20 世纪 70 年代以来，国际上对其他高温材料也一直在进行研究，如：定向共晶合金、难熔金属基合金、金属间化合物基合金、陶瓷材料。但目前都因某些关键问题未获解决还不能顺利付诸实际应用。迄今还没有一类材料能像镍基单晶高温合金这样具有良好的综合性能。在今后相当长时期内，单晶合金仍将是航空发动机的关键材料。图 1 是镍基高温合金发展的基本趋势。

Nb在变形高温合金中的作用

625、706 和 718 合金之所以被称为高温合金是由于他们的使用温度较高，同时，对他们的力学性能和表面完整性的要求也十分苛刻。尽管为了减少 706 和 718 合金大锻件的生产成本，在 706 和 718 合金中加入了相当数量的 Fe，但这三种高温合金通常还是被称为 Ni 基高温合金。由于 Nb 元素的有关性能影响其在高温合金中的使用，因此，有必要首先对 Nb 元素的有关性能进行研究。在我们研究的合金中，Nb 元素的含量由低到中，且对合金性能有显著影响。由于这些合金一般用于燃气涡轮发动机，因此，对这些合金的拉伸强度和塑性、持久蠕变强度及塑性、组织稳定性、低周疲劳性能、密度、热导率和线膨胀系数都有很高的要求。本文试图阐明 Nb 在使这些合金成为目前航空航天和地面燃机中的首选材料方面所起的作用。
由于随着nb含量的增加和相的晶格错配度变化不大因此nb对由于晶格错配所产生的共格应变的贡献不大表3也就是说nb的加入不会通过增大由于晶格错配产生的共格应变而提高合金的强度
Nb 在变形高温合金中的作用
S. J. Patel and G. D. Smith （Special Metals Corporation，3200 Riverside Drive，Huntington，U.S.A.）
1 引言
Nb 在许多重要变形 Ni 基高温合金中是一种关键的合金化元素。本文目的在于研究 Nb 在这些高温合金中的作用，并描述变形高温合金中 Nb 夹杂物对性能的影响。除了技术文献中描述的 Nb 的一般合金化特性之外，本文也对 Nb 在 625、706 和 718 合金中所起的特殊作用进行了研究，同时评估了 Nb 对这些合金的显微组织及力学性能的影响。
命和增大裂纹扩展速率的晶界低强度区的出现。
2.3 镍基高温合金中铌的共格相强化

转子流量计-选型说明书

4000 4500
150-250-K 10 150-250-K 20
DN200 ( 8〃)
160000 200000
200-250-K 10 200-250-K 20
压力损失（KPa）
水 1/h 1kg/dm3、1mPas
空气 m3/h at 20oC、1013mbar
M1
M2
6.5
7.1
6.5
5.5
2. 测量原理
当测量介质处于某一流量时，磁性浮子在测量管中对应一个浮子位置，这个浮子位置通过指示器中的磁耦合系统传给指针，在刻度盘上即可读出相应的流量值。
3. 特点
(1)测量管部分 ▲ 坚固的全金属结构 ▲ 可选择多种材质：1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni12Mo2Ti、316、316L、PTFE衬里、Hc、Ti等 ▲ 保温夹套型设计 ▲ 高温型设计 ▲ 带气阻尼装置 ▲ 低压力损失 ▲ 适合恶性环境，腐蚀性介质 ▲ 具有良好的抗震性，抗热性
4
250 80 102 130
DN50
63
DN50 180.0 135.0 22.0
4
250 80 102 130
( 2〃)
CL150
2〃
152.4 120.6 19.0
4
250 80 102 130
CL300
2〃
165.1 127.0 19.0
8
250 80 102 130
40
流量QVn,则需要计算系数Fn:
根据以上计算的系数Fn，计算用空气标校时对应的空气体积流量：QV（空气）=Fn×QVn
B、如果用户已知操作状态下的体积流量QVa,则需要计算
系数Fa:
根据以上计算的系数Fa，计算用空气标校时对应的空气体积流量：QV（空气）=Fa×QVa

常用高温合金成分表

18.0
Mn 1.00
Si 1.00
P .04
Mo .75-1.25
S .03
.28
446
S44600
耐腐蚀耐热铬钢，铬含量最高。主要用于最高温度为200°F的工作环境的抗破坏性部件。
.20
23.0-
27.0
Mn 1.5MAX
Si 1.0MAX
P .04MAX
N .025MAX
S .03MAX
.27
.29
316
s31600
铬、镍不锈钢及耐热钢，当接触许多腐蚀性化学介质时，耐腐蚀性优于其它铬、镍合金。高温中蠕变强度优越。
.08
10.0-
14.0
16.0-
18.0
Mn 2.0MAX
Si 1.0MAX
P .045MAX
Mo 2.0-3.0
S .03MAX
.29
316L
s31603
低碳铬、镍不锈钢，耐腐蚀性类似316，但在焊接或消除应力后具有更高的耐晶间腐蚀性。建议用于焊接后不退火处理部件。
.08
9.0-
13.0
17.0
- ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ9.0
Mn 2.0MAX
S .03MAX
P .045MAX
Si 1.0MAX
Cb+Ta 10xC MIN
.29
CARPENTER20
N08020
耐腐蚀性极高的合金，适用于化工工业中对耐腐蚀性要求极高的部件。优于其它300系列不锈钢。
.06
32.5-
35.0
19.0-
时效硬化性的镍合金，可在1300ºF温度中使用。热膨胀低，抗氧化性好，有极佳的时效延展性，用于气轮机及化工厂。

碳钢和合金钢

第九章碳钢及合金钢(工业用钢)第一节工业用钢的分类及牌号表示方法钢是经济建设中使用最广、用量最大的金属材料，在现代工农业生产中占有重要地位。

碳钢：含碳量在0.0218%～2.11%之间的铁碳合金称为碳素钢，简称碳钢。

合金钢：在碳钢的基础上特意地加入一种或几种合金元素，使其使用性能和工艺性能得以提高的铁基的合金称为合金钢。

钢中除铁、碳及合金元素外，还有炼钢时随生铁、脱氧剂和燃料带入的硅、锰、硫、磷、氮、氢、氧等元素。

钢的分类方法多种多样，其主要方法有如下几种：一、钢材的品种为便于采购、订货和管理，我国目前将钢材按外形分为型材、板材、管材、金属制品四大类，共十六大品种：1．型材钢轨、型钢（圆钢、方钢、扁钢、六角钢、工字钢、槽钢、角钢及螺纹钢等）、线材（直径 5-10毫米的圆钢和盘条）等。

2．板材薄钢板：厚度等于和小于 4毫米的钢板；厚钢板：厚度大于 4毫米的钢板；又可分为中板（厚度大于4mm小于20mm）、厚板（厚度大于20mm小于60mm）、特厚板（厚度大于60mm）；钢带：也叫带钢，实际上是长而窄并成卷供应的薄钢板；电工硅钢薄板：也叫硅钢片或矽钢片。

3．管材无缝钢管：用热轧、热轧—冷拔或挤压等方法生产的管壁无接缝的钢管；焊接钢管：将钢板或钢带卷曲成型，然后焊接制成的钢管。

4．金属制品：包括钢丝、钢丝绳、钢绞线等。

二、钢的分类按用途分类结构钢工具钢工程结构钢机器结构钢建筑工程用钢桥梁工程用钢船舶工程用钢车辆工程用钢渗碳钢属于低碳钢或低碳合金钢调质钢属于中碳钢或中碳合金钢弹簧钢属于中、高碳钢或中、高碳合金钢滚动轴承钢属高碳合金钢一般属于低碳钢或低碳低合金钢刃具钢一般属于高碳钢模具钢或高碳高合金钢量具钢不锈钢耐热钢耐磨钢钢的种类繁多，为了便于生产、使用和研究，可以按照化学成分、冶金质量和用途对钢进行分类。

1．按化学成分分类。

碳钢、合金钢两大类。

碳钢：低碳钢（Wc＜0.25%）、中碳钢（Wc=0.25%～0.60%）和高碳钢（Wc>0.6%）合金钢：按钢中含合金元素总量（Me%）分为低合金钢（Me<5%）、中合金钢（Me=5～10%）和高合金钢（Me>10%）。

焊前和焊后调质处理下25Cr2Ni4MoV钢焊接接头的组织及性能

W机械工程材料IX)I ： 10.11973/jxgccl202101006焊前和焊后调质处理下25C r 2N i 4M o V 钢焊接接头的组织及性能张敏,仝雄伟，李洁，许帅，贾芳(西安理工大学材料科学与工程学院，西安710048)摘要：对比研究了焊前和焊后调质处理条件下25C r 2N i 4M o V 钢焊接接头的显微组织、力学性能和耐腐蚀性能，调质处理工艺为920 °CX1 h 油淬+580 °C X 2 h 回火，焊接工艺为手工焊条电弧焊。

结果表明：焊前调质处理的接头焊缝组织为板条马氏体+S-铁素体+ M 23C S 碳化物，焊后调质处理使焊缝中的S-铁素体溶解，形成了板条马氏体+回火索氏体+M 23C S 碳化物；焊后调质处理条件下，焊缝中的板条马氏体细小均匀，M 23C 6碳化物呈颗粒状分布于原奥氏体晶界和马氏体板条晶界处，焊缝的强度、冲击初性和耐腐蚀性能均优于焊前调质处理的。

关键词：25C r 2N i 4M o V 钢；焊缝；调质；显微组织；力学性能；耐腐蚀性能中图分类号：TG444文献标志码：A文章编号：1000-3738(2021)01-0034-07Microstructure and Properties of 25Cr2Ni4MoV Steel Welded Joint underPre-welding and Post-welding Quenching and Tempering TreatmentZHANG Min, TONG Xiongwei, LI Jie. XU Shuai. JIA Fang(School of Materials Science and Engineering ，Xi’an University of Technology, Xi’an 710048，China)Abstract ： M icrostructure, mechanical properties and corrosion resistance of 25Cr2Ni4M oV steel welded jointwere compared and studied under conditions of pre-welding and post-welding quenching and tem pering treatm ents.T he quenching and tem pering proceSvS was oil quenching at 920 °C for 1 h and tem pering at 580 °C for 2 h. The welding process was manual electrode arc welding. The results show that by pre-welding quenching and tem pering, the m icrostructure of the joint weld zone consisted of lath m artensite» netw ork S-ferrite and M 23C 6 carbide. A fter the post-welding quenching and tem pering，the 5-ferrite in the weld was dissolved, and the lath m artensite, tem pered sorbite and M 23C 6 carbide were formed. U nder the post-welding quenching and tem pering condition, the lath m artensite in the weld was small and uniform , and the M 23C 6 carbide distributed in granular shapes on original austenite grain boundaries and m artensite lath grain boundaries ； the strength, impact toughness and corrosion resistance were better than those by the pre-welding quenching and tem pering treatm ent.Key words ： 25Cr2Ni4M oV steel ； weld zone ； quenching and tem pering ； m icrostructure ； mechanicalproperties ； corrosion resistance25Cr2Ni4M〇V 钢中马氏体的形成，但若奥氏体化温度过高，得到的板条马氏体较粗大[1]。

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４卷第２期
特殊钢
ＳＰＥＣＩＡＬＳＴＥＥＬ
Ｖｏ１．３４．Ｎｏ．２
Ａｐｒｉｌ２０１３
・１・
・
试验研究・
Ａｌ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｍｏ含量对新型Ｎｉ－２５Ｃｒ－２０Ｃｏ镍基合金中
＿１，和１ｒｌ析出相的影响
郝文慧武敏罗刚王珏谢锡善
（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北京科技大学，北京１０００８３）
摘
要
利用热力学计算软件Ｔｈｅｒｍｏ — Ｃａｌｃ分析了新型Ｎｉ－２５Ｃｒ－２０Ｃｏ镍基高温合金（／％：０．０３Ｃ、２５Ｃｒ、２０Ｃｏ、
ＥｆｆｅｃｔｏｆＡＩ，Ｔｉ，ＮｂａｎｄｎｏＣｏｎｔｅｎｔｏｎ
ａｎｄ１ｒｌＰｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｄ
ＰｈａｓｅｉｎａＮｅｗＮｉ－－２５Ｃｒ — －２０ＣｏＮｉｃｋｅｌＢａｓｅＳｕｐｅｒａｌｌｏｙ
ｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｏｆａｎｄｐｈａｓｅ．ＲｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇＡＩ，ＴｉａｎｄＮｂｃｏｎｔｅｎｔｔｈｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｄａｍｏｕｎｔｏｆ＾ｙｐｈａｓｅｉｎｔｈｅｓｕｐｅｒａｌｌｏｙｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｈｉｌｅｔｈｅＴｉａｎＮｂｃａｎｐｒｏｍｏｔｅｔｈｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｏｆｐｈａｓｅａｎｄｅｎｌａｒｇｅｉｔｓｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒａｎｇｅ．ＴｈｅＣｏａｎｄＭｏｈａｖｅｍｉｎｏｒｉｎｌｆｕｅｎｃｅｏｎｂｏｔｈｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｄｐｈａｓｅｓ．
０．５０Ｍｏ、１．３８Ａ１、１．３８Ｔｉ、１．５０Ｎｂ、余Ｎｉ）中可能的平衡析出相，得出该合金的平衡状态图和Ａｌ、ｒｒｉ、Ｎｂ、Ｍｏ含量（分别为０，５％一２．５％）对１，和相析出行为的影响。结果表明，增加Ａ１、Ｔｉ和Ｎｂ的含量可以提高相的析出量，但和Ｎｈ会促进相的析出并扩大其析出温度范围，ｃｏ和Ｍｏ对两种析出相的影响较少。关键词Ｎｉ－２５Ｃｒ－２０Ｃｏ高温合金１，相相析出行为热力学计算
ＨｎｏＷｅｎｈｕｉ，ＷｕＭｉｎ，ＬｕｏＧａｎｇ，ＷａｎｇＪｕｅａｎｄＸｉｅＸｉｓｈａｎ
（１ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＳｔａｉｎｌｅｓｓＳｔｅｅ１Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ＴａｉｙｕａｎＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅ１（Ｇｒｏｕｐ）ＣｏＬｔｄ，Ｔａｉｙｕａｎ０３０００３；２ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３）
ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｐｏｓｓｉｂｌｅｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｄｐｈａｓｅｓｉｎａｎｅｗＮｉ一２５Ｃｒ一２０Ｃｏｎｉｃｋｅｌｂａｓｅｓｕｐｅｒａｌｌｏｙ（／％：０．０３Ｃ，
２５Ｃｒ，２０Ｃｏ，０．５０Ｍｏ，１．３８Ａｌ，１．３８Ｔｉ，１．５０Ｎｂ，ｏｔｈｅｒｓＮｉ）ａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙｓｏｆｔｗａｒｅＴｈｅｒｍｏ — ＣａｌｅｔｏｇｅｔｔｈｅｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍｃｏｎｄｉｔｉｏｎｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｓａｐｅｒａｌｌｏｙａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆＡ１，Ｔｉ，ＮｂａｎｄＭｏｃｏｎｔｅｎｔ（ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ０．５％～２．５％）ｏｎｐｒｅｃｉｐｉｔａ－