合金中的相

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1 / 4 高温合金材料的金属间化合物(Inter-metallic compound phase of super-alloy)

过渡族金属元素之间形成的化合物。按晶体结构可分两类，一类称几何密排相(GCP相)，另一类称拓扑密排相(TCP相)。

1. 几何密排相为有序结构，高温合金中常见的有如下几种相:

γ’相

化学式是Ni3A1，是Cu3Au型面心立方有序结构。铁基高温合金中γ’与γ基体的点阵错配度一般较小，镍基高温合金中错配度在0.05％～1％之间，随着使用温度升高，错配度减小。由于γ’与γ基体的结构相似，所以γ’相在时效析出时具有弥散均匀形核、共格、质点细而间距小、相界面能低而稳定性高等特点。

γ’相本身具有较高的强度并且在一定温度范围内随温度上升而提高，同时具有一定的塑性。这些基本特点使γ’相成为高温合金最主要的强化相。时效析出的γ’相常为方形和球形，个别情况呈片状和胞状，主要取决于析出温度和点阵错配度。错配度较小或析出温度较低时易成球形，错配度大或析出温度高时易成方形，错配度很大而析出温度又较低时可成为片状和胞状。高温时效时，γ’相不仅在晶内弥散析出，还可以在晶界析出链状的方形γ’相。在长期时效和使用过程中，γ’相会聚集长大。

铸态的一次(γ+γ’)共晶呈花朵状。γ’相中可以溶入合金元素，钴可以置换镍，钛、钒；铌可以置换铝；而铁、铬、钼可置换镍也可置换铝。γ相中含铌、钽、钨等难熔元素增加，γ’相的强度也增加。当合金中γ’相含量较少时，γ相尺寸大小对强度的影响十分敏感，通常0.1～0.5／xm比较合适。当了’相数量达40％以上时，γ’相尺寸大小对合金强度的影响就不大敏感了，允许有大尺寸的γ’相存在。

η相

化学式Ni3Ti为密排六方有序相，其组成较固定，不易固溶其他元素. η相可以直接从γ基体中析出，也可以由高钛低铝(Ti/Al≥2．5)合金中亚稳定的Ni3(Al，Ti)相转变而成。η相的金相形态有两种，一种是晶界胞状，另一种为晶内片状或优质文本

2007～2008学年第二学期期末考试试卷《合金固态相变》B卷 试卷

2007～2008学年第二学期期末考试试卷

《合金固态相变》（B卷 共2页）

（考试时间：2008年6月19日）

题号 一 二 三 四 五 成绩 核分人签字

得分

一、名称解释(10分，每题2分)

1．珠光体

2．回火脆性

3．相间析出

4．伪共析转变

5．形变诱发马氏体

二、填空：(20分，每空0.5分)

1．固相界面根据其共格性有 ① ，② ， ③ ，其中 ④ 界面的弹性应变能最小。

2．奥氏体是 ① 固溶体，碳原子位于 ② 位置， 钢中马氏体是 ③ 固溶体，具有 ④

点阵。

3．奥氏体转变的四个阶段是 ① ， ② ， ③ ， ④ 。

4． A转变时，转变温度与临界点A1之差称为 ① ，它随加热速度的增大而 ② 。

5．影响钢的Ms点的最主要因素是 ① ， Ms随 ② 升高而 ③ 。

6. M转变的切变模型有 ① ， ② ， ③ 。

7．M回火加热时，回火转变过程依次为 ① ， ② ， ③ ， ④ ， ⑤ 。

8．由淬火时造成的三类内应力在回火时，随着回火温度的升高，三类应力消失或减小的顺序和原因为：第 ① 类应力，原因是 ② ；第 ③ 类应力，原因是 ④ ；第 ⑤ 类应力，原因是 ⑥ 。

9．高碳钢为了改善其切削加工性能，淬火后进行 ① ，工业中也称为 ② 处理。

10．时效硬化机制有 ① ， ② ， ③ 。

11．通常亚共析钢的淬火加热温度是在 ① ，过共析钢为了减少变形开裂，其淬火加热温度通常是在 ② 。

12．马氏体转变时K-S关系是指 ① (晶面关系)， ② (晶向关系)。

三、选择(20分，每题1分)

1．由铁碳相图可知, CA-F____CA-C, 碳原子向F一侧扩散, 有利于A的长大。

(a) < (b) > (c) ≤ (d) =

2．奥氏体的长大速度随温度升高而____。 (a) 减小 (b) 不变 (c) 增大 (d) 无规律

第３８卷　第ｌｌ期　

２００２年１１月　１１２１—１１２６页　仓扁学腹　

ＡＣＴＡ　ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡ　ＳＩＮＩＣＡ　Ｖ０１．３８　Ｎｏ．１１　

Ｎｏｖ．２００２　ＰＰ．１１２１—１１２６　

镍基合金中，）／　相界面的强化设计　术　

胡壮麒　彭平　刘轶　金涛　利、晓峰　管恒荣　

（中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家（联合）实验室，沈阳１１００１６）　

摘　要　采用第一原理分子轨道离散变分　法，研究在镍基合金中加Ｉｒ合金化的作用，以及在镍基合金中存在Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｈ，　

Ｏ，Ｐ或Ｓ时对　相和　相界面结合强度的影响．证明Ｉｒ合金化后，使　相和　相的晶格错配度向负值变化，提高键重叠集　居数和总键序．在镍基合金中存在的Ｓ，Ｐ，Ｈ，Ｏ，Ｎ，Ｂ或ｃ，对　一Ｎｉ／－ｙ，＿ＮｉａＡｌ相界面结合力有明显影响，其中ｃ，Ｂ和Ｎ　显著增强两相的界面，相反Ｓ和Ｐ则减弱相界的结合．　

关键词　离散变分　法，镍基合金，相界面结合力，　Ｎｉ３Ａｌ　

中图法分类号ＴＧ１３２．３２　文献标识码Ａ　文章编号０４１２－１９６１（２００２）１１－１１２１－０６　

ＤＥＳＩＧＮ　ｏＦ　ＰＨＡＳＥ　ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ　ＳＴＲＥＮＧＴＨＥＮＩＮＧ　

ｏＦ　ＮＩＣＫＥＬ—ＢＡＳＥ　ＳＵＰＥＲＡＬＬｏＹ　

ＨＵ　Ｚｈｕａｎｇｑｉ　ＰＥＮＧ　Ｐｉｎｇ　ＬＩＵ　Ｙｉ　ＪＩＮ　Ｔａｏ　ＳＵＮ　Ｘｉａｏｆｅｎｇ　ＧＵＡＮ　Ｈｅｎｇｒｏｎｇ　Ｓｈｅｎｙａｎｇ　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｍｅｔａｌ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｔｈｅ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｓｈｅｎｙａｎｇ　１　１００１６　Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｔ：ＨＵ　Ｚｈｕａｎｇｑｉ，ａｃａｄｅｍｉｃｉａｎ　ｏｆ　ＣＡＥ，Ｔｅｌ：（０２４）２３９９２０９２，Ｆａｘ：（０２４）２３９９２０９２，　Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｑｈｕ＠　ｍｒ．ａｃ．ｃｎ　Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ　ｂｙ　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｋｅｙ　Ｂａｓｉｃ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｐｒｏｇｒａｍｍｅ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ　Ｎｏ．　Ｇ２ｏｏｏｏ６７１　ｏ５）　Ｍａｎｕｓｃｒｉｐｔ　ｒｅｃｅｉｖｅｄ　２００２—０４－１　７．ｉｎ　ｒｅｖｉｓｅｄ　ｆｏｒｍ　２００２—０７—２７　

第２４卷第２期　２００２年４月　北　京　科　技　大　学　学　报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆＵｎｌｖｅｒｓｉ竹ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｖ０】．２４　Ｎｏ－２　Ａｐｒ．２００２　

高Ｃｒ高温合金中　Ｃｒ相的析出方式　

董建新　张麦仓　曾燕屏　谢锡善　

北京科技大学材料科学与工程学院，北京１０００８３　

摘要　通过对高ｃｒ高温合金ＩＮＣＯＮＥＬ７１８和］ＮＣＯＮＥＬ６２５在长期时效过程中ｑ＿ｃｒ相析出　方式进行详细的微观组织分析结果认为．随着时效时间的延长，ＩＮＣＯＮＥＬ７１８台金中大部分Ⅱ　

—ｃｒ相随着　相的析出长大依附于６相的界面析出，而ＩＮＣＯＮＥＬ６２５合金中Ⅱ—ｃｒ相则主要依附　晶界Ｍ６ｃ碳化物相界面析出，少部分依附于６相析出，其原因可能与ｃｒ在６相和Ｍ６ｃ碳化物　中的溶解度随温度的下降而迅速下降有关．　关键词　高温合金；ＩＮＣＯＮＥＬ７１８合金；ＩＮＣＯＮＥＬ６２５台金：Ⅱ＿ｃｒ相　分类号　Ｏ６４２　

自从美国著名高温合金专家Ｊ．Ｆ　Ｒａｄａｖｉｃｈ　教授在１９９７年国际高温合金会议上提出高温　

合金中有关Ⅱ＿Ｃｒ相析出导致材料脆化的观点　以来，高温合金中岱＿ｃｒ相本质及其影响行为无　

论从理论上还是实用上都成为争论的焦点和研　究的热点…．　

目前，国内外专家学者对Ⅱ＿Ｃｒ在高温合金　中的认识有２种观点，一种观点把高温合金中　

ａ－Ｃｒ相的析出与冲击韧性下降联系在一起　；　

另一种观点则认为，在不超过使用极限温度的　长时使用过程中，尽管有少量的ａ－Ｃｒ相析出．　

但并没有对使用性能产生太大的影响．实际上＝，　

通过这几年的研究，在高ｃｒ高温合金中ｉｘ－Ｏｒ相　的析出现象及相关的热力学计算有过报道　．　

本文通过对弥散强化ＩＮＣＯＮＥＬ７１８和固溶强化　

ＩＮＣＯＮＥＬ６２５合金在时效过程中　Ｃｒ相的析出　方式进行仔细的观察，为进一步研究打下基础．　

１试验方法　

试验合金为经ⅥＭ＋ＥｓＲ十Ⅵ　三联工艺冶　炼并经标准热处理而得到的ＩＮ７１８和ＩＮ６２５高