Ta含量对镍基粉末高温合金高温蠕变变形行为和性能的影响

采用FESEM、TEM等实验技术,系统研究了750℃、600 MPa条件下,不同Ta含量的镍基粉末高温合金的蠕变性能和蠕变过程中显微组织和变形行为特征以及合金层错能对蠕变行为的影响.结果表明,随着Ta含量的增加,合金层错能呈非线性关系降低.蠕变变形各阶段的变形行为和位错组态的变化与层错能密切相关.低Ta含量合金层错能相对较高,基体位错a/2<110>滑移被阻止在γ/γ'内界面处,不易发生位错分解,可直接进入γ'相中形成反相畴界(APB)或通过Orowan环弓弯模式绕过γ'相;当合金中Ta含量中等时,合金层错能降低,促进在γ/γ'内界面处基体位错发生分解,产生a/6<112>Shockley不全位错开始剪切γ'相,形成超点阵层错(超点阵内禀层错(SISF)或超点阵外禀层错(SESF))和扩展层错(ESF)进而转化形成形变孪晶,呈现层错和形变孪晶共同强化效应,提高蠕变性能;而高Ta含量合金层错能很低,有利于位错在不同{111}滑移面上同时形成尺寸较宽的扩展层错,并出现相互交结的交叉层错抑制形变孪晶的形成,加快蠕变形变裂纹发展.因此,合金中加入适量Ta能有效降低层错能,提高形成不全位错剪切γ'相能力和形成显微孪晶能力,增加蠕变抗力,有效改善合金蠕变性能.     

一种镍钴基变形高温合金蠕变变形机制的研究

研究了一种新型镍钴基变形高温合金在650—815℃和不同加载载荷条件下蠕变后的变形组织.结果表明,经过固溶热处理后合金中存在2种尺寸的γ′相.当蠕变温度高于725℃时,大γ′相开始粗化.蠕变温度为650℃时,合金主要通过位错滑移切割γ′相形成层错的方式变形;蠕变温度在725—760℃之间时,蠕变变形组织主要为层错和微孪晶.随着加载载荷和蠕变温度的升高,层错和微孪晶不再独立存在于γ′相中,而是贯穿γ′相和基体;当蠕变温度升高至815℃时,合金主要通过位错绕过γ′相的方式变形.     

新型镍钴基高温合金拉伸性能和变形机制研究

采用SEM、EBSD和TEM研究了室温（25℃）和中温（650、700和750℃）下新型镍钴基高温合金力学性能及其变形机制。结果表明：室温下,合金的屈服强度和延伸率分别是1176 MPa和22.5%,主要的变形机制为大量位错发生滑移,不全位错切割γ′相形成孤立层错。当温度达到650℃时,观察到微孪晶切割二次γ′相和γ基体,以连续层错切割二次γ′相和γ基体变形为主。在700～750℃时,以连续层错和微孪晶同时切割二次γ′相和γ基体为主,并且层错的长度和微孪晶的厚度随温度的升高而增加。650～750℃范围内,切割一次γ′相的机制从APB转变到孤立层错。讨论了中温条件下变形机制随温度的变化以及微孪晶、层错等的形成机制。其中给出了a/6<112>不全位错剪切γ′相形成超点阵外禀层错（SESF）的一种原子互换扩散模型,解释微孪晶的形成过程,为进一步研制高性能水平的新型镍钴基高温合金提供参考。     

分子动力学模拟不同层错能单晶Ni及其合金拉伸变形行为

采用分子动力学模拟了不同尺寸模型的单晶Ni及Ni₅₇Cr₁₉Co₁₉Al₅合金[100]晶向拉伸变形过程,确定了具有稳定塑性流变应力的模型尺寸,进一步研究了在具有稳定塑性流变应力的相同模型下单晶Ni及其合金拉伸变形行为。结果表明,层错能较低的单晶Ni₅₇Cr₁₉Co₁₉Al₅合金在小尺寸模型拉伸变形时,容易形成多层孪晶结构或变形孪晶;模型的横截面边长大于30倍的晶格常数时,塑性流变阶段流变应力、相结构及位错密度随应变起伏趋于平稳。具有稳定流变应力的相同尺寸单晶Ni及其合金拉伸时,层错能越低,塑性变形时层错面的面积越大。Shockley不全位错在单晶Ni及其合金塑性变形过程中起主导作用,多层孪晶的形成伴随着位错耗尽,变形孪晶的形成与湮灭则主要由位错饥饿机制主导。     

新型高性能镍基粉末高温合金拉伸变形行为和机制研究

采用SEM和TEM研究了室温(23℃)和中温(650、750、815℃)下第3代镍基粉末高温合金(FGH98)拉伸变形显微组织、行为和机制。结果表明:含有多模尺寸分布γ′相的合金具有优良的拉伸性能,室温拉伸主要变形机制为位错剪切γ′相形成层错,并在γ′相周围形成位错环,阻碍后续位错运动。中温拉伸变形机制为位错剪切γ′相形成层错和形变孪晶,随着变形温度的升高,形变孪晶增多。给出了a/3112不全位错剪切γ′相形成层错和形变孪晶共存的模型,随着应变量的增加,在连续相邻的{111}滑移面上层错堆积变多,促进连续孪晶的形成,协调了γ和γ′相两相之间的变形,有助于释放两相之间的变形应力和提高合金强韧性。     

K417G高温合金中Mn的存在形式和分布及Mn含量对高温持久性能的影响

研究了Mn含量在0.09%~0.35%（质量分数）范围内变化对K417G高温合金的高温持久性能的影响,并且探究了Mn的存在形式和分布情况。结果表明,Mn固溶于γ基体中,并偏聚于γ+γ''共晶帽前沿的γ''贫化区的基体中。Mn元素促进了Al和Ti元素向枝晶间区域的偏析,从而增加了枝晶间区域γ+γ''共晶的体积分数,减小了枝晶干中γ''相的尺寸。随着Mn含量的增加,在950 ℃/235 MPa的条件下,合金的持久寿命和塑性均大大降低。Mn含量最小的合金具有最佳的高温持久性能。     

中温轧制对新型镍基高温合金微观组织和高温力学性能的影响

本文采用EBSD、SEM、TEM和准静态高温拉伸试验研究了中温轧制变形量对新型镍基高温合金微观组织和高温(760 ℃)力学性能的影响。结果表明,中温轧制变形量对合金高温力学性能影响显著,相比于标准热处理(固溶处理+双级时效)合金试样的高温力学性能(σ_y=860 MPa,σ_uts=973 MPa和ε_f=3.5%),当中温轧制变形量为10%时,合金的σ_y提高了230 MPa,σ_uts提高了166 MPa,ε_f变化不明显,为4.1%；而当中温轧制变形量为80%时,合金的σ_y提高了190 MPa,σ_uts提高了165 MPa,ε_f大幅度增加,为22.5%,实现了合金高温强塑性匹配。760 ℃时合金强度和延伸率的提升是由于变形机制发生改变,随着变形量的增加,合金的主要变形机制由层错剪切向微孪生转变,微孪晶的形成既保证了合金的高温强度,又有利于延伸率的提高。     

“γ′相+孪晶”复合结构对高温合金强度及塑性的影响

本文通过调控低合金化、低层错能的Ni-Cr-Co基变形高温合金的“γ′相+孪晶”复合结构,分析了孪晶界对晶粒细化和强度提高的贡献以及复合结构对合金强塑性的影响。结果表明,合金在1090 ℃保温1 h的固溶处理后,锻态组织中粗大块状γ′相基本溶解,且此时组织中的孪晶含量高达51.65%。固溶态合金伸长率(42.9%)相比于锻态(26.8%)提升了63.6%,屈服强度为693 MPa(相比于锻态仅下降了3%),其中σ _tb=66.98 MPa,其贡献度基本和细晶强化的程度(77.4 MPa)持平。将固溶态合金经700 ℃/8 h/AC处理后的时效态合金孪晶含量为34.41%,同时组织引入大量沉淀强化相γ′相,构成“γ′相+孪晶”复合结构,此时时效态合金硬度、抗拉强度、屈服强度与伸长率(405 Hv,1042 MPa,864 MPa,49.76%)相较于固溶态(324.4 Hv,879 MPa,693 MPa ,42.9%,)均得到进一步提高,其中σ _tb=107.94 MPa。低合金化、低层错能的高温合金中的“γ′相+孪晶”复合结构实现了一定的强塑性匹配。     

Al-Mg合金中层错和孪晶形变能的第一性原理研究

通过基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算了纯金属Al和Al Mg合金在(111)[112]滑移系的层错能和孪晶形变能,分析了Mg含量、占位对层错能和孪晶形变能的影响.计算选用了局域密度近似(LDA)和广义梯度近似(GGA PW91)2种近似方法,发现GGA PW91所获得的层错能与实验结果符合较好,研究结果表明,纯Al的层错能高于孪晶形变能,随着孪晶层厚度的增加孪晶形变能略有提高,6层呈完全镜面对称孪晶有的孪晶形变能最低:Mg含量增加使Al-Mg合金的层错能、变形孪晶形变能明湿降低;Mg在Al-Mg合金中占位对结合能和形成热的影响很小,当Mg处于层错层时略使层错能和孪晶形变能提高.     

Creep Properties and Solute Atomic Segregation of High-W and High-Ta Type Powder Metallurgy SuperalloyEI北大核心CSCD

研究了最新开发的高W高Ta型粉末高温合金GNPM01优异的蠕变性能和蠕变强化机理。利用球差校正扫描透射电子显微镜(AC-STEM)，详细分析了粉末高温合金GNPM01蠕变变形机制和溶质原子在超点阵层错和微孪晶上的偏聚行为，阐明了溶质原子Cr、Co、Mo的偏聚是导致无序微孪晶在晶内扩展的根本原因。GNPM01合金在815℃蠕变过程中，γ’相内孤立的超点阵外禀层错(SESF)处出现了W、Ta、Nb、Co和Ti的Suzuki偏聚，并且偏聚原子具有有序的占位，造成SESF处发生局部微区相变(LPT)，形成的[(Ni, Co)₃(Ti, Nb, Ta, W)]有序相η相能有效阻碍微孪晶的形成和扩展，从而降低合金的蠕变速率。     

炭块堆存工艺方案的选择

指出采用合理、有效的炭块堆存方法 ,可以有效利用堆存场地 ,减少炭块转运站所需的面积 ,从而减少工程基建投资。本文主要介绍了纵向堆垛这种全新的炭块堆存工艺方案 ,并通过比选证明了该方案的优越性     

LOW CYCLE FATIGUE BEHAVIOR OF A DZX40M DIRECTIONALLY SOLIDIFIED Co-BASED SUPERALLOY──Ⅰ.Fatigue and Its Mechanism at Room Temperature

对一种定向凝固的钴基高温合金在总应变控制是，在室温进行低周疲劳实验，结果显示：循环硬化出现在循环应力曲线的头几周，随即被在疲劳寿命中占主导地位和饱和阶段所代替。ＴＥＭ分析表明：室温的起始硬化是由于层错交割对层错运动的阻碍引起层错塞积所致，室温的饱和阶段是（１１１）面上的层错转化为（１１１）＾－面的密排层错带造成的。     

电机定转子铁芯自动叠装模设计

通过对电机定子和转子铁芯自动叠装技术的介绍,将铁芯叠装形式的分类、扭斜铆接叠压点的几何形状、分布、冲压深度以及如何实现铁芯叠装的分台进行说明,提出模具设计时应注意的要点,对此类模具的设计有一定的参考作用。     

热轧厚板横切线垛板技术的开发与研究

分析了国内外热轧厚板横切线垛板技术的现状、设备组成、存在的问题及原因 ,介绍了热轧厚板垛板技术的开发研究和改进措施 :新的工艺路线 ,自动对中装置 ,封闭式垛板 ,无冲击垛板 ,侧挡板限位 ,自动减速缓冲 ,起抛点和拍击力计算机控制 ,公共直流母线及现场总线技术 ,可编程序控制器 (PLC)及垛板段的逻辑控制 ,生产调节系数设定等     

Stacking fault probability and stacking fault energy in CoNi alloys

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｓｔｕｄｙｏｆγ→εｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｔｈｅａｌｌｏｙｓｗｉｔｈｌｏｗｓｔａｃｋｉｎｇｆａｕｌｔｅｎｅｒｇｙ (ＳＦＥ)ｈａｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｓｔａｃｋｉｎｇｆａｕｌｔｐｌａｙｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｄｕｒｉｎｇｔｈｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ[1] .ＴｈｅｓｌｉｐｏｆＳｈｏｃｋｌｅｙｐａｒｔｉａｌｄｉｓｌｏ ｃａｔｉｏｎｓｏｎａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ { 111} ｐｌａｎｅｓｌｅａｄｓｔｏｔｈｅｓｔａｃｋ ｉｎｇｆａｕｌｔｓ ,ｗｈｉｃｈａｃｔａ…     

冲压叠边在钣制皮带轮生产中的应用

分析了钣制皮带轮的特点及传统冲压工艺,介绍了用机、气、液控制的叠边模具的结构和多楔皮带轮缩口叠边成形工艺及模具结构。采用叠边工艺生产的皮带轮抗弯强度和抗扭强度至少要比切削加工的零件提高2倍以上。     

Integrated cut and place module for high productive manufacturing of lithium-ion cells

A main reason for the high costs of lithium-ion cells is the complexity of the assembly process. Especially, creating the cell stack is an inefficient process due to an immature handling and aligning of the limp electrodes and separators. This paper focuses therefore on the methodical development of a functionally integrated assembly module that combines cutting and handling of electrode sheets to increase stacking accuracy, process reliability and productivity. Based on an analysis of requirements and functions, a technical solution has been identified and will be illustrated. At the end, the realized module is described and its performance is proven by experimental validation.     

Ni_3Al合金层错能的第一性原理研究(英文)

采用第一性原理方法计算了不同Al含量二元Ni3Al合金以及添加Ti、Mo、Pd、Ta、W、Re和Pt等主要合金元素的三元Ni3Al合金的超内禀层错能和复杂层错能。结果表明:随着Al含量的增加,Ni3Al合金的超内禀层错能和复杂层错能显著升高;与Ni-23.75Al合金相比,占据Ni3Al中Ni亚点阵位置的合金元素Pd和Pt不改变合金的超内禀层错能和复杂层错能,而占据Ni3Al中Al亚点阵位置的合金元素Ti、Mo、Ta、W和Re则显著增大合金的超内禀层错能和复杂层错能。这表明Ni3Al金属间化合物的超内禀层错能和复杂层错能与合金中的Al含量以及添加合金元素的占位相关联。     

Ni74.5Pd2Al23.5有序合金中的超点阵内禀层错

应用ＴＥＭ研究了Ｌ１２长程有序结构Ｎｉ７４．５Ｐｄ２Ａｌ２３．５合金的室温变形组织。研究结果表明：添加Ｐｄ元素韧化的Ｎｉ７４．５Ｐｄ２Ａｌ２３．５合金的变形组织中存在着大量超点阵内禀层错。绝大部分层错的边界位错是沿〈０１１〉分布的肖克莱偏位错环,其中３０°的ａ／３〈１１２〉超肖克莱位错处于固定状态。这类位错的可动性较差,但其固定程度较合金中普遍存在的ＫｅａｒＷｉｌｓｄｏｒｆ固定位错要弱。     

硬质合金随机堆垛结构(Ⅲ)孔隙、间隙及皱缩

通过热力学分析和计算及电子显微镜观察．发现了硬质合金中存在着堆垛间隙和堆垛孔隙,这是不可抗拒的趋势。通过非均质形核理论．发现了硬质含金中有限量Co相情况下．Co相发生皱缩现象．其特征是点状、链状及块状皱缩．另外WC－Fe、WC－Ni、WC一Co、W－Cu合金也有类似的不可抗拒的皱缩现象。这种由皱缩产生的极微细间隙则是实测强度远远低于理论计算强度的成因。通过电镜观察发现了非均质形核中点阵匹配理论的例证,证实了WC与Co结合是Co立方晶系。硬质合金中溶解析出发生的场所基本上是原址不动;合金中的Co相与WC不可能均质的混匀,不可避免地会发生钴池和晶界熔合。从而论证了硬质合金随机堆垛结构理论是正确的。