La對800H鎳基耐蝕合金組織和力學性能的影響.pdf

1、隨著科學技術及工業(yè)生產的快速發(fā)展，800H鎳基耐蝕合金在航空航天、石油化工、核工業(yè)等領域的應用越來越廣泛。傳統(tǒng)的800H鎳基合金的生產工藝為模鑄、電渣重熔等，但這種工藝成材率和生產效率低下，成本較高。采用立式板坯連鑄新工藝可大規(guī)模生產800H合金，提高生產效率，但生產的連鑄坯初始凝固組織晶粒粗大，惡化合金的強/韌性。
　　為此，本研究以寶鋼生產的800H鎳基合金為研究對象，用真空感應爐冶煉四組不同La含量的800H試驗合金。研究、

2、分析La含量對凝固組織細化、夾雜物特征、力學性能的影響及其作用機理。為細化800H合金連鑄坯凝固組織晶，開發(fā)低成本的800H合金生產技術提供基礎實驗數據，對解決生產過程中存在的表面缺陷和廢品率較高的問題，調整我國鋼鐵產業(yè)結構，具有潛在的應用價值和指導意義。
　　其研究方法和內容包括：（1）用真空感應爐在MgO坩堝內冶煉制備四組不同La含量的800H合金試樣，進行化學成分檢測，結合現代冶金理論，分析、探討La元素對鋼液潔凈化、細晶化

3、的作用機理；（2）用現代的檢測技術手段，如金相顯微鏡（OM）、掃描電鏡（SEM）、能譜儀（EDS），表征實驗數據，通過熱力學計算與動力學分析，描述亞微米級夾雜物在鋼液精煉過程中的演變機制；（3）用二維晶格錯配度公式，計算不同夾雜物與800H合金的晶格錯配度，定性描述含La亞微米級夾雜物細化凝固組織的機理；（4）用800H合金試樣的力學性能隨La含量變化的實驗數據，分析、探討亞微米級夾雜物對800H鎳基合金綜合力學性能的作用機理。

4、　　通過試驗研究，本文得出以下結論：
　　（1）800H合金中[La]由0％增加到0.047%時，[O]由0.013%降低到0.007%，[S]由0.003%降低到0.001%，說明La具有很強的脫硫、脫氧和鋼液凈化能力。
　?。?）La可顯著細化800H合金的凝固組織，當[La]由0增加到0.047%時，等軸晶比例由0增加到75％，等軸晶晶粒尺寸由6.0μm減小到3.2μm，枝晶組織變細變短，一次枝晶間距由77.5μm降低

5、到43.8μm，二次枝晶間距基本沒變。
　?。?）La可以顯著細化800H合金的奧氏體晶粒，當合金中[La]含量由0增加到0.047%時，奧氏體晶粒尺寸由121.32μm變?yōu)?2.57μm。
　　（4）800H合金中添加La后，大尺寸的Al2O3夾雜物與長條狀、大體積的MnS夾雜物被改性為小尺寸、類球狀的含La夾雜物，并生成大量高熔點的La2O3和La2O2S顆粒。錯配度結果表明，800H合金(111)面/La2O3的(00

6、01)面之間的錯配度為6.7％，800H合金的(100)面/La2O2S的(0001)面之間的錯配度為5.42％，因其錯配度較低，能夠提供大量的非均質形核有效核心，是細化800H鎳基耐蝕合金合金的凝固組織得到顯著細化。
　　（5）隨著800H合金中La含量的增加，800H合金的力學性能呈現明顯升高的趨勢，當[La]含量由0增加到0.047%時，試樣的屈服強度、抗拉強度、延伸率、和沖擊功分別提高46.9%、22.3%、21.1%和2