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基于Incoloy800H钨极氩弧焊接头组织及其性能分析

程晓农 , 罗锐 , 李冬升 , 戴起勋 , 徐桂芳 , 高佩 , 邱宇 , 刘瑜 , 王植栋

在2 mm厚800H合金钨极氩弧焊试验的基础上,研究焊接接头的微观组织和析出相成分,并分析焊接接头的力学性能和抗晶间腐蚀性能,观察拉伸断口和晶间腐蚀试样的形貌.结果表明;焊缝组织为柱状晶和等轴晶,热影响区晶粒明显长大,焊接接头中有少量的TiN和富Cr相(Fe,Cr)23C6析出相存在;母材、热影响区和焊缝的HV硬度分别为1730、1526和1590 MPa.室温抗拉强度和延伸率分别为565.0 MPa、31.8％,均超过ASME标准关于800H合金规定值(450.0 MPa和30.0％),拉伸断裂为韧性断裂;焊接接头高温(650℃)抗拉强度和延伸率分别为394.5 MPa、15.5％,其断口是混合型断口;较接头组织,母材腐蚀更为严重,表面晶界开裂并伴有少量且尺寸较小的腐蚀坑,基体中TiN缺陷处易引起点蚀.

关键词: 核电 , 800H合金 , 焊接 , 力学性能 , 组织 , 腐蚀

一种铁镍铬合金的热变形行为及其本构模型的修正?

罗锐 , 程晓农 , 徐桂芳 , 李冬升 , 郑琦 , 唐桢丁 , 姚永泉 , 张琰琰

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.增刊(Ⅰ).015

在 Gleeble3500热力模拟试验机上对800H 合金进行高温单道次压缩实验,结合 OM和 TEM等表征手段,研究了该合金在变形温度1000~1150℃和应变速率0．01~1 s－1条件下的热变形行为.结果表明,动态再结晶行为更易发生在较低应变速率和高变形温度条件下,变形过程中动态再结晶形核机制主要包含晶粒碎化、晶界迁移及亚结构合并；考虑应变量因素,建立应变量耦合的双曲正弦本构方程,利用此模型预测合金的流变应力.本构模型预测值与实验测得值之间的线性关系达至0．99648,且平均相对误差仅2．019％,说明这种应变量耦合型本构方程能较好的预测800 H 合金在实验条件内的流变应力.

关键词: 800 H 合金 , 动态再结晶 , 微观组织 , 本构模型 , 应变量耦合

超(超)临界火电机组用高加管的国产化

李丹 , 程晓农 , 李冬升 , 华杨康 , 邵新中 , 戴起勋 , 刘瑜

机械工程材料

为实现超(起)临界火电机组用材料为SA556 Gr.C2的高加管的国产化,在分析进口高加管材料显微组织和性能关系的基础上,优化了它的化学成分和热处理工艺并试制出了高加管.结果表明:适当调整碳含量在0.17%～0.22%,提高锰含量到0.90%～1.00%,降低正火温度到910～930℃,并适当提高正火冷却速率,可使生产出材料的组织和性能得到保证;小批量生产的高加管的质量达到了美国ASME标准.

关键词: 超临界 , 高加管 , 显微组织 , 力学性能

800H合金的高温抗氧化性能

程晓农 , 王荣荣 , 李冬升 , 戴起勋 , 黄燕 , 刘瑜 , 陶亚平

材料热处理学报

利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）等,对800H合金高温氧化膜的增厚动力学、形貌及氧化物组成进行了分析。结果表明,700和800℃下形成的氧化膜相近,由（Cr,Fe）2O3和Mn-Cr氧化物组成;900℃时的氧化膜急剧增厚,里层依然是Cr2O3,中间层则是Cr-Fe-Mn氧化物,外层为富Ti的氧化物。通过热力学和动力学计算,提出了800H合金氧化膜形成的模型,发现TiN的存在改变了氧化膜的结构。

关键词: 800H合金 , 高温氧化 , 氧化膜 , 热力学计算

新型Cr19Ni28Ti合金空气中高温氧化的研究

程晓农 , 姜杨 , 李冬升 , 戴起勋 , 邱宇 , 高仕渊 , 王植栋

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.12.026

利用增重法研究了新型Cr19Ni28Ti合金在700、800和900℃空气中的高温氧化行为,绘制了高温氧化动力学增重曲线,并利用XRD、SEM和EDS对氧化膜进行了表征.结果表明,700、800和900℃氧化增重分别为0.07、0.1和0.45mg/cm2,具有良好的抗氧化性；高温氧化动力学曲线符合抛物线规律.700℃氧化100h的氧化膜主要由Mn1.5Cr1.5O4、Fe(Ni)Cr2O4和Cr2O3组成；800℃氧化后增加了产物Fe2.95Si0.05 O4；900℃氧化Ti已经开始向金属表面扩散,并与氧发生反应,生成了TiO2.

关键词: 新型Cr19Ni28Ti合金 , 动力学 , 高温氧化 , 氧化膜

FeNiAlGaPBSiC非晶合金的晶化动力学

傅明喜 , 许巨晶 , 王芳芳 , 李冬升 , 熊震东

稀有金属材料与工程

采用单辊急冷法制备了Fe68Ni1Al5Ga2P9.65B4.6Si3C6.75非晶薄带.用XRD、DSC研究合金的晶化动力学过程.结果表明:合金的玻璃转变和晶化行为均具有动力学效应,其晶化类型为初晶型和随后的共晶型反应.用Kissinger法计算得到的Eg、Ex、Ep1、Ep2分别为703、373、446、723 kJ/mol,Eg远大于Ex,表明该合金具有较高的热稳定性.

关键词: 非晶合金 , 晶化动力学 , 激活能 , 热稳定性

Ti6Al4V合金的磨损行为和磨损机制

茅奕舒 , 崔向红 , 王树奇 , 李冬升 , 杨子润 , 孙瑜

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2013.2.008

采用销-盘式高温磨损试验机对Ti6 Al4V合金在20～ 400℃进行干滑动摩擦磨损实验,研究了Ti6Al4V合金的磨损行为并探讨了其磨损机制.结果表明:25℃时,合金的磨损量随载荷的增加而逐渐升高；200℃时的磨损量略高于25℃,但当载荷高于200N时,磨损量急剧升高.当温度为400℃、载荷在50 ～100N时,磨损量降低且达到最低值,随后在100～200N之间磨损量略有升高,200N以后磨损量急剧升高.25℃和200℃下磨损机制主要为黏着磨损和磨粒磨损；400℃、载荷为100 ～200N时磨损机制为氧化轻微磨损.研究发现,磨损过程中形成机械混合层,当400℃,载荷为100 ～200N时机械混合层中出现氧化物Ti8O15和TiO2,这样硬的机械混合层具有显著地减磨作用.

关键词: Ti6Al4V合金 , 干摩擦 , 磨损行为 , 机械混合层 , 磨损机制

奥氏体不锈钢Cr18Ni3Mn11Cu3NbN高温抗氧化性能

李冬升 , 戴起勋 , 程晓农 , 陈祖伟 , 高佩 , 刘瑜

材料热处理学报

采用称重法测得了奥氏体不锈钢Cr18Ni3Mn11Cu3NbN在不同温度下的高温氧化动力学曲线,结果表明,该钢在700℃和800℃的氧化曲线遵循抛物线氧化规律,根据平均氧化速度的评级标准,在此温度下钢＂完全抗氧化＂。利用扫描电镜、X射线衍射的方法对氧化膜表面的形貌及结构进行了研究,发现该钢700℃氧化膜致密完整,主要由Mn2O3、MnFe2O4（尖晶石结构）和Cr的氧化物组成;800℃氧化膜出现脱落,主要由Mn2 O3、MnFe2 O4（尖晶石结构）、Cr的氧化物和Fe的氧化物组成;900℃氧化膜脱落严重,主要由Mn2O3、Fe2O3、尖晶石结构的MnFe2O4组成。

关键词: 奥氏体不锈钢 , 高温氧化 , 氧化膜 , 循环氧化

Super304H钢拉伸流变特性的研究

李冬升 , 戴起勋 , 程晓农 , 陶亚平 , 高佩 , 刘瑜

材料导报

采用电液式万能试验机测试了奥氏体不锈钢Super304H在20～600℃、不同应变率下的流变应力和应变的关系.实验结果表明,应变速率和变形温度的变化强烈地影响Super304H钢的流变应力,在高温下出现明显的动态软化.根据得到的流变应力曲线,拟合出了JC模型和其修正的JC模型中的相关参数.经与实验对比验证,修正的JC本构模型能够很好地描述Super304H钢的动态力学性能,为生产工艺的制定和钢管质量的控制提供了重要的材料参数.

关键词: Super304H , 流变应力 , 高应变速率 , 本构模型