微量元素對含Si蒙乃爾合金組織及性能的影響.pdf

1、蒙乃爾(Monel)合金是以金屬鎳為主,金屬銅為輔的鎳基合金,該合金具有很好的抗腐蝕及良好的力學(xué)等性能。本文在真空熔煉條件下,通過添加硼和稀土鈰元素,研究了B、Ce對含Si蒙乃爾合金組織及性能的影響。研究得出以下結(jié)論： 1.未添加微量元素制備的含Si蒙乃爾鑄態(tài)合金的主要組織為：樹枝狀α基體、彌散分布于基體的β-Ni3Si相以及分布于晶界和枝晶間的蜂窩狀(α+β-Ni3Si)共晶。 2.分別添加微量元素B、Ce后,在0.0

2、0～0.10wt％范圍內(nèi),隨著B、Ce含量的增加,合金枝晶組織開始細(xì)化,(α+β-Ni3Si)共晶組織形貌由網(wǎng)狀向斷網(wǎng)狀演變；當(dāng)B、Ce含量分別達(dá)到0.03wt％時,枝晶組織明顯細(xì)化,共晶組織形貌呈斷網(wǎng)狀。 3.在0.00～0.10wt％B范圍內(nèi),隨著B含量的增加,合金的腐蝕電位逐漸正移,腐蝕電流亦逐漸減?。籅含量達(dá)到0.03wt％時,合金的腐蝕電位最高,腐蝕電流最小,合金表面鈍化膜致密；在0.00～0.10wt％Ce范圍內(nèi),隨

3、著Ce含量的增加,合金的腐蝕電位逐漸正移,腐蝕電流逐漸減小；Ce含量達(dá)到0.03wt％時,合金的腐蝕電位較高,腐蝕電流較小,由于稀土鈰參與成膜,合金表面鈍化膜較致密；進(jìn)一步增加Ce含量,合金的腐蝕電位正移趨勢逐漸平緩,腐蝕電流下降趨勢亦逐漸平緩。 4.在0.00～0.10wt％范圍內(nèi),隨著B、Ce含量的增加,合金的平均硬度先增大后降低；當(dāng)B、Ce含量分別達(dá)到0.03wt％時,合金的平均硬度達(dá)到最高值分別為344HB和335HB。

4、 5.B在含Si蒙乃爾合金中主要起到變質(zhì)劑的作用,且最佳添加量0.03wt％；Ce在含Si蒙乃爾合金中主要起到凈化劑的作用,且最佳添加量0.03wt％。 6.固溶溫度在820℃～1120℃之間,含硼0.03wt％合金及含鈰0.03wt％合金隨著固溶溫度的升高,其合金元素開始均勻化擴(kuò)散,晶界處的β-Ni3Si相的數(shù)量明顯減少；當(dāng)固溶溫度達(dá)到1020℃時,枝晶偏析得到完全消除,晶界處的β-Ni3Si相完全溶解；隨著固溶溫度的

5、進(jìn)一步升高,當(dāng)溫度達(dá)到1120℃時,晶界因熔化而出現(xiàn)了魚骨狀過燒組織。 7.固溶溫度在820℃～1120℃之間,含硼0.03wt％合金及含鈰0.03wt％合金隨著固溶溫度的升高,合金腐蝕電位逐漸增大,腐蝕電流急劇變??；當(dāng)固溶溫度為1020℃時,合金腐蝕電位最高,腐蝕電流最小。 8.時效溫度在500℃～700℃之間,含硼0.03wt％合金及含鈰0.03wt％合金隨著時效溫度的升高,合金中的β-Ni3Si強(qiáng)化相的數(shù)量逐漸增加