长期时效对GH4586B合金组织及室温拉伸性能的影响

利用扫描电镜对GH4586B合金在750℃下时效1500 h过程中的显微组织和室温拉伸断口进行观察分析。结果表明,GH4586B合金在时效过程中无有害TCP相(拓扑密堆相)析出,晶内析出尺寸差异较大的两种γ′相粒子,随着时效时间的延长,大尺寸的γ′相逐渐长大,形貌由球形逐步转变为方形,且间距也逐渐变大,这种γ′相析出的特征有利于合金强韧性的匹配;合金在室温下随着时效时间的延长,强度和塑性发生变化,时效500 h后合金具有较好的强度和塑性的匹配,这与γ′相析出的形貌、分布、数量直接相关;通过室温拉伸断口的形貌分析,合金断裂均具有塑性断裂特征。     

冷却介质对GH720Li合金固溶处理组织及力学性能的影响规律

对固溶后的GH720Li合金采用不同的冷却介质（空气、油、水）冷却,再经过标准时效处理,利用光学显微镜（OM）和场发射扫描电镜（FESEM）研究了冷却介质对GH720Li合金的晶粒组织、冷却 相分布和力学性能的影响规律。结果表明,冷却介质对GH720Li合金晶粒尺寸和一次 相无影响,主要影响冷却 相（二次和三次 相）;随着冷却介质冷速的提高（空冷＜油淬＜水淬）,冷却 相平均尺寸关系为空冷＞油淬＞水淬,室温和高温强度关系为空冷＜油淬＜水淬;在能满足强度和塑性的前提下,为减少因热应力而造成盘件变形甚至开裂的风险,宜采用油冷。     

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。     

热处理对IN783合金组织和拉伸性能的影响

对IN783合金在不同热处理条件下的组织和拉伸性能进行了研究。结果表明:在标准热处理态的N783合金中,一次和二次β相同时存在,晶内形成两种尺寸的γ’相。在低于1150℃固溶处理后,晶粒长大速度慢,一次β相逐渐减少,二次β相析出增加,大尺寸γ’相稍有增加。高温固溶结合水淬处理,并缩短β时效时间,合金内析出密集细小的γ’相。IN783合金的拉伸强度对晶粒尺寸敏感,升高固溶温度后,合金的650℃强度逐渐降低,塑性变化不大。晶内析出密集细小的γ’相对合金晶内有强化作用,使粗晶合金保持了相当的强度。     

时效温度对0Cr15Ni70Ti3AlNb合金组织和性能的影响

采用相分析、SEM、万能拉伸试验机等手段,研究了不同时效温度对0Cr15Ni70Ti3AlNb合金组织和性能的影响。结果表明:0Cr15Ni70Ti3AlNb合金在不同的时效温度下析出相有MC相、M23C6相和γ′相。MC和M23C6碳化物在650、670、690℃时的含量基本保持不变。随着时效温度的升高,γ′相的含量和尺寸不断增加。时效温度从650℃升高到720℃,γ′相质量分数由4.971%增加至10.744%,γ′相晶粒尺寸由11.0 nm增大到38.8 nm。在650℃保温14 h后,基体内部析出细小的球状γ′相,当时效温度为750℃时,合金内部出现链状的γ′相,当时效温度为810和840℃时,合金中存在方形的γ′相。随着时效温度的升高,合金室温抗拉强度和屈服强度呈现先增高后减小的趋势,当时效温度高于750℃后,室温抗拉强度和屈服强度均迅速下降,时效温度为720℃时,合金的冲击韧性值最小。     

冷却速率对轻质Fe-Mn-Al钢组织及力学性能的影响

研究了固溶处理后不同冷速对轻质Fe-15Mn-10Al-1.0C钢组织及力学性能的影响。结果表明,固溶处理后冷却过程中,奥氏体晶内发生调幅分解形成纳米级晶内κ-碳化物,产生沉淀强化。随着冷却速率的降低,γ/δ晶界形成κ-碳化物,使得油淬和空冷试样的第二相强化效果明显,但水淬试样的综合力学性能最好,强塑积高达50.9 GPa%。拉伸试验过程中,晶界κ-碳化物是试验钢空冷和油淬后产生微孔的初始点,γ和δ晶粒间的变形协调不一致是水淬产生微裂纹的主要原因。计算获得奥氏体层错能为78.99 mJ/m~2,变形过程中位错运动切过奥氏体晶内纳米级κ-碳化物,形成大量平面滑移剪切带,为明显平面滑移特征。     

冷却方式对GH720Li合金固溶处理组织及力学性能的影响

对固溶后的GH720Li合金在不同的介质(空气、油、水)中冷却,再经过时效处理。利用光学显微镜(OM)和场发射扫描电镜(FESEM)研究了冷却介质对GH720Li合金的晶粒尺寸、冷却γ'相分布和力学性能的影响规律。结果表明,冷却介质对GH720Li合金晶粒尺寸和一次γ'相无影响,主要影响冷却γ'相(二次和三次γ'相);随着冷速的提高(空冷油冷水冷),γ'相平均尺寸关系为空冷油冷水冷,室温和高温强度关系为空冷油冷水冷;在能满足强度和塑性的前提下,为减少因热应力而造成盘件变形甚至开裂的风险,宜采用油冷。     

铸态Ti-22Al-25Nb合金的结构特征与力学性能

Ti2AlNb基合金是目前有望在650-800℃温度范围内取代高温镍基合金的金属间化合物。利用水冷铜坩埚感应悬浮熔炼法,通过调控熔炼工艺,制备了主相分别为B2/?相和O相 Ti-22Al-25Nb合金铸锭,通过XRD、SEM等手段进行了合金结构特征的表征,通过室温拉伸试验、室温压缩试验、纳米压痕试验测试了合金的力学性能并分析了断口形貌。研究表明,铸态Ti-22Al-25Nb合金晶粒尺寸达到数百微米。相组成对铸态Ti-22Al-25Nb合金的力学性能有一定影响,铸态O相合金的极限抗拉强度达到了1125MPa,超过了铸态B2/?相合金的1031MPa,但粗大晶粒导致合金塑性较差（铸态B2/?相与铸态O相合金的延伸率分布为1.82%与1.32%）。铸态Ti-22Al-25Nb合金的拉伸断口与压缩断口均具有明显的解理断裂特征,拉伸断口主要表现为沿晶断裂,压缩断口主要表现为穿晶断裂。     

热处理Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr合金的显微组织与力学性能（英文）

研究热处理参数对Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr合金显微组织的影响及其等轴组织、双态组织和魏氏组织的室温拉伸力学性能和拉伸断口形貌。获得3种典型显微组织的热处理温度分别为830、890和920°C,并保温30 min后炉冷。炉冷时,初生α相体积分数随热处理温度的升高而减小,在热处理温度为830、890和920°C时,初生α相的体积分数分别为45.8%、15.5%和0;空冷时,初生α相体积分数的变化规律类似。升高热处理温度和炉冷均有利于次生α相的析出和长大。等轴组织具有良好的综合拉伸性能,其抗拉强度、屈服强度、伸长率及断面收缩率分别为1035 MPa、1011 MPa、20.8%和58.7%;双态组织的屈服强度和伸长率略低于等轴组织的屈服强度和伸长率;魏氏组织的韧性差、屈服强度低,但抗拉强度高达1078 MPa。等轴组织和双态组织的室温拉伸断口呈韧窝断裂,塑性较好;魏氏组织的室温拉伸断口中韧窝断裂和晶间断裂共存,塑性较差。     

K424合金超温后的显微组织与典型性能

以标准热处理态的K424合金为研究对象,对其进行不同条件的超温热处理(1050~1150℃/2 h+空冷)。对超温后的合金进行975℃/196 MPa条件下的高温持久试验和室温拉伸试验,并对其显微组织和断裂特征进行表征。结果表明:标准热处理后的K424合金经过1050~1150℃超温处理2 h并空冷后,力学性能仅发生轻微降低,其力学性能指标仍明显高于标准规定值。组织表征表明:经过不同温度超温处理并空冷后合金晶粒、晶界和枝晶间γ′相的形貌并未呈现出明显的变化。一次γ′相的立方度提高以及γ通道中二次γ′相析出是合金超温后力学性能仅轻微降低的主要原因。同时,对超温后K424合金的高温和室温断裂机制也进行了讨论。     

激光立体成形K465高温合金的组织研究

采用激光立体成形技术制备了K465镍基高温合金试样,研究了晶粒、γ′强化相及碳化物等组织的特征及演化规律。结果表明:试样中心区域内晶粒粗大,顶部边缘区域晶粒细小;试样内枝晶呈现明显的沿沉积方向外延生长特点,在接近试样底部的部分,熔覆层顶部由于重熔不完全而出现转向枝晶区;熔覆层交界处的γ′相尺寸略大于层内的γ′相,枝晶间的γ′相尺寸略大于枝晶干上的γ′相;MC碳化物呈现多种形貌,底部存在分叉发达的花瓣状MC碳化物,中部有较多短棒状MC碳化物,顶部存在棒状和八面体状的MC碳化物。     

固溶处理对新型镍钴基高温合金显微组织及力学性能的影响

采用OM、SEM和拉伸试验等研究了固溶温度和固溶时间对新型镍钴基高温合金组织及力学性能的影响。结果表明,晶粒尺寸变化与一次γ′相含量变化一致,固溶温度低于1110℃时,随着固溶温度升高或固溶时间延长,残留的一次γ′相钉扎晶界,晶粒尺寸增加较缓。固溶温度为1110℃时,延长固溶时间至4 h时,一次γ′相基本回溶,晶粒尺寸迅速增加,进一步延长固溶时间至6 h时,晶粒尺寸增加减缓,即合金中一次γ′相的全溶温度为1110℃。合金在1100℃固溶4 h和双级时效处理(670℃×24 h,空冷+780℃×16 h,空冷)后的抗拉强度和屈服强度达到最大值,分别为1584 MPa和1104 MPa。因此,合金的固溶温度宜选取为1100℃,固溶时间宜选取为4 h。     

固溶处理对粉末冶金GH4099合金组织及性能的影响

通过等离子旋转电极雾化制粉和热等静压工艺制备了粉末冶金GH4099高温合金,并研究了固溶温度对该合金微观组织演变及室温、高温拉伸性能的影响规律。结果表明,粉末冶金GH4099合金微观组织均匀,晶粒尺寸接近原始粉末尺寸(~50 μm),并且无成分偏析。晶界处大尺寸的一次γ′相与碳化物交错分布,晶粒内部存在大量退火孪晶。随着固溶温度的升高,γ相晶粒逐渐长大,晶界处碳化物由断续状逐渐变为连续分布。当固溶温度为1140 ℃时,可获得与轧制件/锻件相当的室温及高温拉伸性能,但塑性较低,合金断口呈现出脆性解理断裂形貌,这主要与热处理过程中原始颗粒边界(PPB)处碳化物的析出有关。     

温度对高W含量K416B镍基合金拉伸行为的影响

在不同温度对高W含量K416B镍基合金进行拉伸性能测试及组织形貌观察,研究了温度对合金拉伸行为的影响规律.结果表明,在20~800℃,合金的屈服强度与抗拉强度随着温度的升高而增加,高于800℃后,合金的拉伸性能逐渐降低.合金室温拉伸变形特征为位错剪切γ′相或以Orowan机制越过γ′相,且切入γ′相位错可分解形成层错.随着温度升高,合金基体内的位错密度逐渐增加,其中,800℃拉伸时,合金基体内形成高密度位错缠结,可起形变强化作用,是合金具有较高拉伸强度的主要原因.随着温度进一步升高,切入γ′相的位错数量增加,致使合金强度逐渐降低.在中低温条件下,裂纹主要沿大尺寸M6C碳化物处萌生与扩展,致使合金发生脆性断裂.而高温拉伸期间,合金主要以微孔聚集方式沿γ+γ′共晶界面发生连接开裂,是合金发生韧性断裂的主要原因.     

新型第三代粉末高温合金FGH100L的显微组织与力学性能

采用喷射成形(SF)+热等静压(HIP)+等温锻造(IF)+热处理(HT)工艺制备第三代粉末高温合金FGH100L。研究固溶热处理温度和制备工艺对FGH100L合金的显微组织与力学性能的影响。结果表明,SF+HIP+IF态FGH100L合金显微组织对固溶温度的变化非常敏感,随固溶温度的升高(1110～1170℃),合金的晶粒尺寸长大,γ'强化相的尺寸先增加后减小,其硬度、室温/高温拉伸强度和塑性均呈先增大后减小的趋势。在固溶温度为1130℃时,FGH100L合金中3种尺寸的γ'相的数量平衡匹配较为合理,合金的显微组织特征最佳,合金的硬度和室温/高温拉伸性能均最高。且该温度下,FGH100L合金经SF、SF+HIP+HT和SF+HIP+IF+HT不同工艺处理后,晶粒尺寸先增大后减小;晶粒形貌发生了近球形-多边形-近球形的转变;SF+HIP+HT态合金晶粒尺寸增大,晶界弯曲程度较低。由于SF+HIP+IF+HT工艺使FGH100L合金发生再结晶,细化了晶粒,出现链状组织,形成弯曲晶界,合金具有更高的屈服强度;在SF+HIP+HT和SF+HIP+IF+HT工艺下合金的室温拉伸断口从沿晶脆性断裂转变为穿晶-沿晶混合断裂,高温拉伸断口为沿晶断裂。     

直流电场对一种镍基单晶高温合金力学性能的影响

采用电场凝固技术在自制电场定向凝固装置上进行电场单晶生长，研究了直流电场对一种镍基单晶高温合金室温拉伸性能和高温持久性能的影响．结果表明，随着电流密度增大，合金的室温屈服强度明显提高，但抗拉强度无明显改善，且塑性降低；在980℃和221MPa条件下，高温持久时间显著延长，持久塑性得到改善．利用扫描电镜和电子探针对该合金的凝固组织、合金成分分布和断口形貌进行了分析．结果表明，直流电场引起枝晶间距及γ′相尺寸减小、成分偏析减轻，共晶和亚晶界减少．直流电场作用导致的γ′相尺寸减小及成分偏析减轻导致的γ／γ′错配度变化，对合金的屈服强度和高温持久性能的提高有贡献．     

长期时效对FGH96粉末高温合金组织稳定性及性能的影响

研究了FGH96粉末高温合金经750℃长期时效1000和3000 h后的晶粒尺寸、晶界形貌、晶粒取向、γ'强化相和碳化物的演变规律及长期时效对合金650℃使用温度下拉伸性能的影响.结果 表明:750℃长期时效对合金的晶粒尺寸、晶界形貌和晶粒取向没有明显影响.然而,长期时效后,合金中γ '相形貌、尺寸和分布发生了显著的变化,大尺寸γ'相先长大后分裂再变小,平均尺寸变大、尺寸梯度降低、间距变大,由双峰分布最终演变为单峰分布;形貌由近球形、方状和蝶状先演变为不规则状,最终又演变回近球状、方状与蝶状.未长期时效合金的晶内和晶界处存在大量富含Ti、Nb元素的块状MC型的碳化物,并与MB型硼化物共存,经750℃长期时效3000 h后没有明显变化.而富含Cr元素的M23C6型小颗粒碳化物经750 ℃长期时效3000 h后,析出量增加并呈链状分布于晶界.长期时效后,FGH96合金650℃拉伸强度降低,塑性提高,主要原因是合金中的γ'相分裂、粗化及晶界处M23C6型碳化物析出呈链状分布所致.     

一种镍基单晶高温合金长期时效后γ'相的粗化动力学

研究了第二代镍基单晶高温合金DD5在870～980℃时效150～2000 h后γ′相的粗化动力学。结果表明:长期时效后DD5合金γ′相的形貌和尺寸取决于时效温度和时效时间,可用形貌稳定因子来表征;在870～980℃时效温度下,枝晶中γ′析出相发生粗化,γ′析出相的平均尺寸随时效时间和温度的增加而增大;动力学计算结果表明DD5合金在长期时效后,γ′相的粗化长大受合金元素扩散的控制,γ′析出相依然保持规则立方状,具有较好的组织稳定性。     

再结晶退火对高硅电工钢冷轧带材组织、有序结构和力学性能的影响

采用弯曲实验,拉伸实验,SEM,TEM和EBSD等手段,研究了再结晶退火对高硅电工钢冷轧带材组织、有序结构、力学性能和冷轧成形性能的影响.结果表明,冷轧试样经800~1200℃保温1 h再结晶退火随炉缓冷后,室温塑性大幅下降,可弯曲角度均由冷轧试样的150°下降至50°左右,且二次冷轧出现严重的边裂;提高再结晶退火后的空冷或油淬温度、冷却速率可显著提高试样的室温塑性,1000℃保温1 h再结晶退火后,900℃油淬试样的可弯曲角度增大至175°左右,拉伸断后伸长率由随炉缓冷试样的0.2%提高至5.2%,且二次冷轧基本不出现边裂;提高再结晶退火后的冷却温度和速率显著提高试样的室温塑性的原因是试样的有序相尺寸明显减小,例如,有序相畴尺寸可从600℃以下油淬试样的约5μm分别减小至700℃油淬试样的小于50 nm和900℃油淬试样的小于25 nm.     

二代镍基单晶高温合金DD5的组织演化和稳定性（英文）

研究含晶界强化元素碳、硼和铪的第二代镍基单晶高温合金DD5的组织演化和稳定性。利用光学显微镜、扫描电镜、电子探针、能量分散光谱和萃取试验研究DD5合金的铸态、热处理态和热暴露后的微观组织和成分。在铸态条件下,γ相为初生凝固相,枝晶间存在3种偏析相,其形貌取决于元素偏析程度。热处理后,枝晶杆内γ′相细小且立方化程度高,尺寸约为0.5μm,质量分数为61.685%,枝晶间存在不规则γ′相和MC/M23C6碳化物。经980°C、1000 h热暴露后,未发现TCP相析出,表明DD5合金在980°C具有较好的组织稳定性。