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新型氮化物强化高温合金氮化后热处理研究

钢铁研究学报 2024年第2期36卷 237-244页

作者：陈智莹杨大伟沈宇鞠泉中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412002 钢铁研究总院有限公司高温材料研究所北京100081 北京钢研高纳科技股份有限公司北京100081

新型内生弥散氮化物强化高温合金具有优异的高温力学性能,其现存在主要的一个问题是合金氮化后的室温塑性较差。对此,针对性地研究了新型氮化物强化合金NS163合金在氮化后的高温回复热处理工艺,旨在通过在1150~1280℃进行热处理调控氮... 详细信息

新型内生弥散氮化物强化高温合金具有优异的高温力学性能,其现存在主要的一个问题是合金氮化后的室温塑性较差。对此,针对性地研究了新型氮化物强化合金NS163合金在氮化后的高温回复热处理工艺,旨在通过在1150~1280℃进行热处理调控氮化合金板材的氮化物形貌和分布来改善氮化后的室温塑性。结果表明:高温回复热处理可以消除板材氮化过程中近表面晶界和晶内析出的含铬氮化物,进而可以恢复合金板材的塑性。而晶内析出的细小颗粒状氮化物在高温热处理过程中可以保持良好热稳定性。最佳的高温回复热处理温度为1240℃。

关键词：新型内生氮化物强化高温合金高温回复处理热处理力学性能

GH3230合金焊接板材长期热暴露后组织和性能研究

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稀有金属材料与工程 2023年第7期52卷 2573-2581页

作者：张天昊鞠泉蒙肇斌王浩北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 北京钢研高纳科技股份有限公司北京100081

研究了GH3230合金焊接板材在经过不同温度(700~1000℃)、不同时间(1000~2000 h)的长期热暴露处理后显微组织和力学性能的变化。结果表明:热暴露处理后熔化区铸态组织的枝晶成分偏析程度显著降低,并且随着热暴露温度的升高,降低效果更明... 详细信息

研究了GH3230合金焊接板材在经过不同温度(700~1000℃)、不同时间(1000~2000 h)的长期热暴露处理后显微组织和力学性能的变化。结果表明:热暴露处理后熔化区铸态组织的枝晶成分偏析程度显著降低,并且随着热暴露温度的升高,降低效果更明显,逐渐形成晶粒组织。在800℃以上长期热暴露后,室温抗拉强度和屈服强度有所降低,延伸率逐渐上升,主要是由于热影响区小颗粒状(CrW)_(23)C_(6)碳化物回溶和W_(6)C碳化物粗化导致的。随热暴露温度升高,高温持久断裂时间明显降低,而持久塑性有所升高,母材晶粒尺寸较小和碳化物粗化是焊接板材断裂在母材处的原因。

关键词： GH3230合金长期热暴露热影响区显微组织力学性能

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GH3230合金超温循环氧化行为研究

稀有金属材料与工程 2023年第9期52卷 3221-3229页

作者：张亚玮沈宇鞠泉胥国华张继北京钢研高纳科技股份有限公司北京100081 钢铁研究总院北京100081

试验测定了GH3230合金超温至1200℃循环氧化动力学,采用SEM、XRD和EPMA观察分析氧化行为及其对近表面层成分、组织的影响。结果表明,1200℃循环热暴露使合金持续产生氧化失重,失重速率由高变低再逐渐增加,但100次超温产生的减薄量小于... 详细信息

试验测定了GH3230合金超温至1200℃循环氧化动力学,采用SEM、XRD和EPMA观察分析氧化行为及其对近表面层成分、组织的影响。结果表明,1200℃循环热暴露使合金持续产生氧化失重,失重速率由高变低再逐渐增加,但100次超温产生的减薄量小于板材厚度波动的控制限度;热暴露后表面残留氧化物主要是Cr_(2)O_(3)和MnCr_(2)O_(4);碳氧化产生的气体形成的法向压力、氧化物生长应力的增大以及大温差冷却产生的热应力的叠加作用导致外层氧化膜的不断开裂、剥离。同时,沿晶界发生明显内氧化,但氧化脱碳形成的Ni基固溶体层远大于内氧化的深度,可抑制内氧化物的致脆效应。

关键词： GH3230合金 1200℃循环热暴露氧化失重晶界内氧化

基质VO_(4)^(3+)与掺杂离子Pr^(3+)荧光强度比的新型高灵敏度光学测温研究

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物理学报 2024年第9期73卷 263-270页

作者：严涌飚李霜丁双双张冰雪孙浩鞠泉浩姚露长春理工大学物理学院长春130022 长春理工大学国际纳米光子学与生物光子学联合研究中心吉林省纳米光子学与生物光子学重点实验室长春130022

目前,光学测温技术在传感、治疗、诊断和成像等领域取得了重大突破.但是,基于传统热耦合能级荧光强度比测温的灵敏度较低,限制了其进一步的发展.本文基于基质与掺杂离子间不同的温度依赖行为,提出了一种新型的具有高灵敏度的测温方案.首... 详细信息

目前,光学测温技术在传感、治疗、诊断和成像等领域取得了重大突破.但是,基于传统热耦合能级荧光强度比测温的灵敏度较低,限制了其进一步的发展.本文基于基质与掺杂离子间不同的温度依赖行为,提出了一种新型的具有高灵敏度的测温方案.首先,采用固相法成功合成了YVO_(4):Pr^(3+)荧光粉.然后,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜和荧光分光光度计对样品的结构与发光特性进行表征.XRD结果表明Pr^(3+)成功掺入YVO_(4)基质.SEM结果表明样品为长方体形状微米晶颗粒,平均颗粒大小约为2.1μm.在320 nm激发下,YVO_(4):Pr^(3+)主要呈现出在440 nm附近的蓝光发射和606 nm的红光发射,发光峰不存在明显的重叠.基于VO_(4)^(3+)与Pr^(3+)的发光对温度的不同响应,实现了新的荧光强度比测温方案.测温范围为303—353 K,最大绝对灵敏度和相对灵敏度分别为0.651 K–1和3.112×10^(–2) K^(–1)@353 K,远高于传统的热耦合能级测温方案.这为设计具有优异温度灵敏度和信号可辨别性的自参考光学测温材料提供了一种有前景的途径.

关键词：发光特性光学测温荧光强度比温度灵敏度

基质VO与掺杂离子Pr荧光强度比的新型高灵敏度光学测温研究

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物理学报 2024年

作者：严涌飚李霜丁双双张冰雪孙浩鞠泉浩姚露长春理工大学国际纳米光子学与生物光子学联合研究中心吉林省纳米光子学与生物光子学重点实验室长春理工大学物理学院

目前，光学测温技术在传感、治疗、诊断和成像等领域取得了重大突破。但是，基于传统热耦合能级荧光强度比测温的灵敏度较低，限制了其进一步的发展。本工作基于基质与掺杂离子间不同的温度依赖行为，提出了一种新型的具有高灵敏度的测... 详细信息

目前，光学测温技术在传感、治疗、诊断和成像等领域取得了重大突破。但是，基于传统热耦合能级荧光强度比测温的灵敏度较低，限制了其进一步的发展。本工作基于基质与掺杂离子间不同的温度依赖行为，提出了一种新型的具有高灵敏度的测温方案。首先，采用固相法成功合成了YVO4:Pr3+荧光粉。然后，采用XRD、SEM和荧光分光光度计对样品的结构与发光特性进行了表征测试。XRD结果表明Pr3+成功掺入YVO4基质。SEM结果表明样品为长方体形状微米晶颗粒，平均颗粒大小约为2.1 μm。在320 nm激发下，YVO4: Pr3+主要呈现出在440 nm附近的蓝光发射和606 nm的红光发射，发光峰不存在明显的重叠。基于VO43-与Pr3+的发光对温度的不同响应，实现了新的荧光强度比测温方案。测温范围为303-353 K，最大绝对灵敏度和相对灵敏度分别为0.651 K-1和3.112% K-1@353 K，远高于传统的热耦合能级测温方案。这为设计具有优异温度灵敏度和信号可辨别性的自参考光学测温材料提供了一种有前景的途径。

关键词：发光特性光学测温荧光强度比温度灵敏度

15Cr-25Ni-Fe基合金高温塑性变形行为的加工图

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金属学报 2006年第2期42卷 218-224页

作者：鞠泉李殿国刘国权北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

在Gleeble-1500热模拟机上对15Cr-25Ni-Fe基合金GH2674进行了热压缩实验,采用动态材料模型的加工图研究了其在950—1200℃和0．001—10 s^(-1)条件下的热变形行为,结果表明：GH2674合金在热变形时呈现两个微观机制不同的动态再结晶峰区... 详细信息

在Gleeble-1500热模拟机上对15Cr-25Ni-Fe基合金GH2674进行了热压缩实验,采用动态材料模型的加工图研究了其在950—1200℃和0．001—10 s^(-1)条件下的热变形行为,结果表明：GH2674合金在热变形时呈现两个微观机制不同的动态再结晶峰区,再结晶Ⅰ区：功率耗散效率峰值为38％,峰值对应的温度和应变速率分别为1040℃与10 s^(-1)；再结晶Ⅱ区：功率耗散效率峰值为40％,峰值对应的温度和应变速率分别为1075℃与0．04 s^(-1),在1075—1100℃温度区间内,可能是晶界相M_38_2的溶解造成该合金的晶粒粗化,这在一定程度上会影响合金的热加工性能,在应变速率小于0．01 s^(-1)、形变温度高于1050℃条件下,合金呈现晶粒急剧粗化现象,进而导致在热变形过程中楔形裂纹的产生；在应变速率高于0．1 s^(-1)、形变温度低于1000℃条件下,合金有出现剪切变形带的趋势,根据上述加工图对GH2674合金的热变形工艺进行了初步设计。

关键词： 15Cr-25Ni-Fe基高温合金加工图热变形动态再结晶微观过程

含碳量对Ni-Cr-W-Mo合金显微组织及力学性能的影响

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上海金属 2023年第2期45卷 43-47页

作者：侯智鹏鞠泉宝武特种冶金有限公司技术中心上海200940 钢铁研究总院北京100081

采用真空感应熔炼与电渣重熔相结合的工艺冶炼,随后锻造和热挤压制备了外径320 mm、内径280 mm,碳质量分数分别为0.04%、0.08%和0.12%的Ni-Cr-W-Mo合金管。对合金管进行了1 160~1 250℃保温20 min水冷的固溶处理。检测了热挤压态和固溶... 详细信息

采用真空感应熔炼与电渣重熔相结合的工艺冶炼,随后锻造和热挤压制备了外径320 mm、内径280 mm,碳质量分数分别为0.04%、0.08%和0.12%的Ni-Cr-W-Mo合金管。对合金管进行了1 160~1 250℃保温20 min水冷的固溶处理。检测了热挤压态和固溶处理态合金管的显微组织和力学性能及固溶处理态合金管的高温持久性能。结果表明:热挤压态合金管晶粒细小且晶内有大量孪晶,碳化物弥散分布;随着含碳量的增加,相同温度固溶处理的合金管晶粒尺寸减小;随着固溶温度的提高,含碳量相同的合金管晶粒尺寸增大;合金管中碳化物主要为M6C和M23C6,弥散分布于晶内和晶界;随着含碳量的增加,合金管中碳化物数量增多,经1 220℃保温20 min水冷固溶处理的合金管的室温强度先降低后升高,断后伸长率降低,以及在927℃、80 MPa应力条件下的持久寿命和断后伸长率均先升高后降低。

关键词：含碳量 Ni-Cr-W-Mo合金显微组织力学性能

变形温度对15Cr-25Ni-Fe基合金动态再结晶行为的影响

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材料热处理学报 2010年第3期31卷 97-101页

作者：向嵩鞠泉刘国权贵州大学材料与冶金学院贵州贵阳550003 贵州省材料结构与强度重点实验室贵州贵阳550003 钢铁研究总院高温研究所北京100081 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

利用Gleeble-1500热/力模拟机进行等温压缩实验,研究了15Cr-25Ni-Fe基合金在变形温度为950～1200℃,变形速率为0.1s-1和10s-1条件下的热变形行为,并将变形试样在980℃保温2h后空冷,对比变形试样固溶前后显微组织。结果表明:随着变形温... 详细信息

利用Gleeble-1500热/力模拟机进行等温压缩实验,研究了15Cr-25Ni-Fe基合金在变形温度为950～1200℃,变形速率为0.1s-1和10s-1条件下的热变形行为,并将变形试样在980℃保温2h后空冷,对比变形试样固溶前后显微组织。结果表明:随着变形温度的升高,变形组织即动态再结晶晶粒逐渐增大;在1075～1100℃和10s-1及1050～1100℃和0.1s-1条件下变形的试样经固溶处理后晶粒发生粗化,这在一定程度上会影响合金的热加工性能。因此热加工中要避免工件处于上述变形条件,否则对组织控制极为不利。

关键词： Fe基合金动态再结晶变形温度固溶处理

15Cr-25Ni-Fe基高温合金的动态再结晶行为及机制

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江苏大学学报（自然科学版） 2010年第6期31卷 665-669页

作者：向嵩鞠泉刘国权贵州大学材料与冶金学院贵州省材料结构与强度重点实验室贵州贵阳550003 钢铁研究总院高温材料研究所北京100081 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

利用Gleeble-1500热/力模拟试验机对15Cr-25Ni-Fe基高温合金在950-1 200℃和0.001-10.000 s-1条件下进行了热压缩试验,采用热变形激活能模型研究了该合金两个动态再结晶区域的热变形表观激活能,结合再结晶的光学显微组织及透射电子显微... 详细信息

利用Gleeble-1500热/力模拟试验机对15Cr-25Ni-Fe基高温合金在950-1 200℃和0.001-10.000 s-1条件下进行了热压缩试验,采用热变形激活能模型研究了该合金两个动态再结晶区域的热变形表观激活能,结合再结晶的光学显微组织及透射电子显微组织分析该合金的动态再结晶机制.研究结果表明：应变速率0.010-0.100 s-1,温度1 050-1 200℃的动态再结晶区域受动态再结晶的形核过程控制,所得组织为等轴晶粒,尺寸分布较分散,晶界呈自然凹凸状.应变速率2.000-10.000 s-1,温度1 000-1 150℃的动态再结晶区域受动态再结晶的长大过程控制,晶粒为尺寸均匀的等轴晶粒,晶界平直,晶内有丰富的亚晶组织.

关键词： 15Cr-25Ni-Fe基高温合金热变形动态再结晶微观组织