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TiCrAlSiCN薄膜微观结构与性能

金属热处理 2016年第11期41卷 16-20页

作者：郭岩李太江李巍王彩侠西安热工研究院有限公司陕西西安710032

采用工业化多弧离子镀在H13钢表面制备高硬度、高结合强度和低摩擦耐磨的TiCrAlSiCN硬质薄膜,以便改善H13钢的力学和摩擦学性能。借助扫描电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱仪、透射电子显微镜、维氏显微硬度计、膜划痕试验法、... 详细信息

采用工业化多弧离子镀在H13钢表面制备高硬度、高结合强度和低摩擦耐磨的TiCrAlSiCN硬质薄膜,以便改善H13钢的力学和摩擦学性能。借助扫描电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱仪、透射电子显微镜、维氏显微硬度计、膜划痕试验法、摩擦磨损仪对TiCrAlSiCN薄膜的结构特征、力学性能和摩擦磨损性能进行测试与分析。结果表明,TiCrAlSiCN薄膜结构为纳米晶/非晶复合结构。高Si含量的TiCrAlSiCN薄膜200晶面呈择优取向、硬度为3934 HV0.01和2536 HV0.025、摩擦因数为0.65、磨损率为7.36×10^(-6)mm^3·N^(-1)·m^(-1)、膜基结合力为62.4 N。随Si含量降低,Cr和C含量增大,薄膜无明显的择优取向,开始向各向同性转变,硬度为3613 HV0.01和2815 HV0.025、摩擦因数为0.48、磨损率为7.28×10^(-6)mm^3·N^(-1)·m^(-1)、膜基结合力为68.2 N。低Si含量TiCrAlSiCN薄膜力学和摩擦学性能优异。

关键词： TiCrAlSiCN薄膜复合结构硬度韧性结合强度磨损率摩擦因数

P92钢中拉弗斯相的尺寸测量及其长大规律的动力学模拟计算

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中国电机工程学报 2010年第8期30卷 94-100页

作者：姚兵印周荣灿范长信李太江 John Hald 西安热工研究院有限公司陕西省西安市710032 丹麦技术大学机械工程学院

拉弗斯相(Laves相)是超超临界机组用新型耐热钢——P92钢的重要析出相之一,对其在扫描电镜下的尺寸测量方法进行介绍,并采用热力学软件计算分析其长大规律。在扫描电镜下形成的背散射图像的原子序数差及二次电子像能够清晰地辨别出Lave... 详细信息

拉弗斯相(Laves相)是超超临界机组用新型耐热钢——P92钢的重要析出相之一,对其在扫描电镜下的尺寸测量方法进行介绍,并采用热力学软件计算分析其长大规律。在扫描电镜下形成的背散射图像的原子序数差及二次电子像能够清晰地辨别出Laves相和碳化物(M23C6),这是Laves相测量方法的基础。通过与透射电镜对比,表明扫描电镜是分析Laves相的优先使用的方法。测量了3种P92钢中Laves相颗粒尺寸,研究表明Laves相颗粒尺寸越小,数量越多,材料的抗蠕变性能越好,相同条件下蠕变断裂时间越长。采用热力学计算程序DICTRA进行数值模拟,结果表明,所采用的Laves相长大模型能够很好地模拟Laves相的长大规律,但长时间(650℃、20000h和600℃、50000h)后应采用奥斯特瓦尔德长大规律(Ostwald ripening)来分析Laves相。

关键词： P92钢蠕变 Laves相扫描电镜动力学模拟

非标准热处理状态P92钢焊接接头的组织和力学性能

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材料热处理学报 2013年第S2期34卷 89-95页

作者：梁军杜晋峰李太江神华国华(北京)电力研究院有限公司北京100025 西安热工研究院有限公司陕西西安710032

研究了740℃热处理P92钢焊接接头时效处理前后的组织及力学性能。结果表明,P92钢焊接接头740℃焊后热处理部分组织发生回复,有少量沉淀相析出;650℃时效处理后焊缝组织以等轴亚晶为主,析出的M23C6相有所长大,同时有不规则形状的Laves相... 详细信息

研究了740℃热处理P92钢焊接接头时效处理前后的组织及力学性能。结果表明,P92钢焊接接头740℃焊后热处理部分组织发生回复,有少量沉淀相析出;650℃时效处理后焊缝组织以等轴亚晶为主,析出的M23C6相有所长大,同时有不规则形状的Laves相析出。650℃时效处理降低了焊接接头的硬度和冲击功,冲击韧性有所降低,断口形貌为准解离;焊接接头室温拉伸性能随时效时间延长而降低,其高温拉伸性能有所改善;740℃热处理P92钢焊接接头稳态蠕变速率随应力的提高显著增加,160 MPa条件下稳态蠕变速率是991.5×10-5%/h。

关键词： P92钢 M23C6相时效处理 Laves相蠕变

镍基碳化钨颗粒增强复合熔覆层的组织结构与摩擦学性能

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金属热处理 2017年第8期42卷 6-10页

作者：郭岩刘刚李太江李巍西安热工研究院有限公司陕西西安710032

借助激光熔覆方法在H13钢基材上制备不同WC含量的Ni基WC复合熔覆层,采用扫描电子显微镜(SEM)、微区X射线能谱(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析了熔覆层表面的物相、熔覆层与基材的结合情况、熔覆层内部增强相的形貌、成分与分布;在室温下测... 详细信息

借助激光熔覆方法在H13钢基材上制备不同WC含量的Ni基WC复合熔覆层,采用扫描电子显微镜(SEM)、微区X射线能谱(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析了熔覆层表面的物相、熔覆层与基材的结合情况、熔覆层内部增强相的形貌、成分与分布;在室温下测试显微硬度、摩擦因数和磨损率。结果表明:基体和熔覆层之间为冶金结合,熔覆层物相为γ-Ni相、WC、Cr23C6、W2C相,这些碳化物呈现近圆形;激光熔覆层中Ni基体的显微硬度为550-700 HV0.1,硬质相颗粒的显微硬度为2700~3500 HV0.1,是基材显微硬度的5~7倍;Ni基+30%WC熔覆层的摩擦因数为0.7,磨损率为1.92×10^(-8)mm^3/(N·m)。随着WC含量增多45%,耐磨性进一步提高、摩擦因数约为0.4,磨损率为8.32×10^(-9)mm^3/(N·m),WC含量达到60%,摩擦因数为0.5、磨损率与45%WC熔覆层磨损率接近;综合比较,45%WC激光溶层耐磨减摩效果最佳。

关键词：激光熔覆颗粒增强组织结构硬度摩擦因数磨损率

700℃超超临界机组用617B镍基合金的组织结构和析出相

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材料研究学报 2016年第11期30卷 841-847页

作者：郭岩王彩侠李太江侯淑芳王博涵西安热工研究院有限公司西安710032

使用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对比分析了617B镍基合金在750℃持久试样和时效态试样的组织结构和析出相。结果表明:在蠕变和时效过程中在晶内和晶界都析出复杂面心立方结构的M23C6,晶内析出有序立方结构γ′相,前者为... 详细信息

使用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对比分析了617B镍基合金在750℃持久试样和时效态试样的组织结构和析出相。结果表明:在蠕变和时效过程中在晶内和晶界都析出复杂面心立方结构的M23C6,晶内析出有序立方结构γ′相,前者为多边形或条形,后者为粒状;随着试验时间的延长析出物的颗粒尺寸出现长大的趋势;应力对γ′相的生长影响不明显,但是对晶界碳化物有明显的影响;在长时间应力条件下,M23C6碳化物聚集长大。

关键词：金属材料镍基合金617B 蠕变时效析出应力

T91/HR3C异种耐热钢焊接接头蠕变失效有限元模拟

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焊接学报 2013年第7期34卷 68-72,116页

作者：张建强张国栋姚兵印李太江刘福广武汉大学动力与机械学院武汉430072 西安热工研究院有限公司西安710032

采用有限元方法建立马氏体T91/新型奥氏体HR3C异种耐热钢焊接接头蠕变数值模型,模拟600℃/42.26 MPa内压作用下的蠕变最大主应力、von Mises等效应力和应力三轴度分布.结果表明,最大主应力峰值位于接头内表面的焊缝/T91和HR3C/焊缝界面... 详细信息

采用有限元方法建立马氏体T91/新型奥氏体HR3C异种耐热钢焊接接头蠕变数值模型,模拟600℃/42.26 MPa内压作用下的蠕变最大主应力、von Mises等效应力和应力三轴度分布.结果表明,最大主应力峰值位于接头内表面的焊缝/T91和HR3C/焊缝界面以及距外表面2.96 mm处的焊缝/T91界面附近区域.内表面焊缝/T91界面区域von Mises等效应力数值最大,依次为距内表面1.29 mm处焊缝/T91界面区域、外表面和距外表面2.96 mm处焊缝/T91界面区域.内表面焊缝/T91界面处的应力三轴度数值较高,孔洞易于扩张、形成界面蠕变裂纹.而距内表面1.29 mm处和距外表面2.96 mm处的细晶HAZ内应力三轴度数值较高,两部位的孔洞容易连接形成IV型蠕变裂纹.采用应力三轴度分析T91/HR3C钢接头焊缝/T91界面失效和T91细晶HAZ蠕变孔洞扩张及裂纹扩展特性更为准确,与加速试验结果比较一致.

关键词：马氏体耐热钢奥氏体耐热钢最大主应力等效应力应力三轴度

热处理对0Cr16Ni5Mo不锈钢焊接接头性能的影响

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金属热处理 2015年第11期40卷 120-125页

作者：李太江李勇李巍刘刚米紫昊刘立营王乐李聚涛西安热工研究院有限公司陕西西安710032

为提高水轮机过流部件焊接修复区域抗磨蚀性能,对0Cr13Ni5Mo马氏体不锈钢材质的转轮采用0Cr16Ni5MoRe不锈钢焊材进行焊接修复,研究热处理工艺对焊接接头性能影响。研究结果表明,通过延长焊后热处理时间至10 h,可有效改善母材、焊缝、热... 详细信息

为提高水轮机过流部件焊接修复区域抗磨蚀性能,对0Cr13Ni5Mo马氏体不锈钢材质的转轮采用0Cr16Ni5MoRe不锈钢焊材进行焊接修复,研究热处理工艺对焊接接头性能影响。研究结果表明,通过延长焊后热处理时间至10 h,可有效改善母材、焊缝、热影响区的冲击性能,同时其弯曲性能也得到明显改善。采用0Cr16Ni5MoRe不锈钢焊条焊接0Cr13Ni5Mo不锈钢后,经焊后缓冷并610℃保温10 h空冷后焊接接头各项指标符合标准规定。

关键词：水轮机马氏体不锈钢焊接热处理

45钢表面大气等离子喷涂氧化钇部分稳定氧化锆热障涂层及其性能

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材料保护 2014年第10期47卷 30-33,7页

作者：王乐李太江李勇贾建民西安热工研究院有限公司陕西西安710032

为了制备高性能热障涂层,缩短国内外差距,在45钢表面大气等离子喷涂氧化钇部分稳定的氧化锆(YSZ)热障涂层。利用X射线衍射和扫描电镜分析YSZ涂层的相结构和微观形貌,分别测定了YSZ涂层的孔隙率、热导率、显微硬度、结合强度及隔热性能... 详细信息

为了制备高性能热障涂层,缩短国内外差距,在45钢表面大气等离子喷涂氧化钇部分稳定的氧化锆(YSZ)热障涂层。利用X射线衍射和扫描电镜分析YSZ涂层的相结构和微观形貌,分别测定了YSZ涂层的孔隙率、热导率、显微硬度、结合强度及隔热性能。结果表明:YSZ涂层的孔隙率、隔热温差随喷涂电压增大而减小,随喷涂距离的增加而增大;维氏硬度、结合强度和热导率随喷涂电压增大而增大,随喷涂距离增加而减小;当喷涂电压为80 V,喷涂距离为100 mm时,YSZ热障涂层的结合强度为36.78 MPa,热导率为0.705 W/(m·K),具有较好的隔热性能。

关键词：热障涂层大气等离子喷涂 45钢氧化钇稳定氧化锆组织结构力学性能隔热性能

超超临界机组奥氏体/马氏体异种钢接头蠕变数值模拟

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焊接学报 2011年第7期32卷 79-82,117页

作者：李太江姚兵印刘福广张建强章应霖西安热工研究院有限公司西安710032 武汉大学动力与机械学院武汉430072

采用有限元方法对超超临界火电机组中新型奥氏体耐热钢HR3C/马氏体耐热钢T91异种钢接头在600℃/42.26 MPa内压作用下的最大蠕变主应力、von Mises等效应力和应力三轴度进行了数值模拟.结果表明,对于HR3C/T91异种钢接头,最大主应力峰值... 详细信息

采用有限元方法对超超临界火电机组中新型奥氏体耐热钢HR3C/马氏体耐热钢T91异种钢接头在600℃/42.26 MPa内压作用下的最大蠕变主应力、von Mises等效应力和应力三轴度进行了数值模拟.结果表明,对于HR3C/T91异种钢接头,最大主应力峰值位于焊缝/T91界面附近区域,蠕变孔洞易于在焊缝/T91界面区域形成;von Mi-ses等效应力峰值同样位于焊缝/T91界面附近区域,因而,焊缝/T91界面区域内的蠕变孔洞易于扩张;应力三轴度的峰值分别位于HR3C/焊缝和焊缝/T91界面处,与界面重合.焊缝/T91界面处的应力三轴度数值较大、变化较小,采用应力三轴度可以更准确地描述HR3C/T91异种钢接头界面蠕变孔洞扩张及裂纹扩展特性,焊缝/T91界面为接头的薄弱环节.

关键词：奥氏体耐热钢马氏体耐热钢最大主应力等效应力应力三轴度