单晶合金中夹杂物形状对蠕变行为的影响

通过对不同形状夹杂物缺陷的单晶镍基合金蠕变性能测试、组织形貌观察及采用有限元对近夹杂物区域的应力场进行分析,研究了不同形状夹杂物缺陷对单晶合金蠕变行为及组织演化的影响.结果表明:夹杂物缺陷可明显降低单晶镍基合金的塑性和蠕变寿命.在高温蠕变期间,近夹杂物区域的应力等值线具有圆弧形分布特征.蠕变期间,在夹杂物的两侧极点处具有最小应力值,而在夹杂物缺陷的上、下区域具有较大的应力值,随蠕变时间延长,应力值增大,促使裂纹在该处长大,并且裂纹将沿平行于应力轴方向扩展是降低合金蠕变寿命的主要原因.     

关于用提高温度法缩短高温蠕变试验的时间

用四种耐热钢分别在同一应力不同温度下进行了一系列的蠕变试验.又分析了文献上四种耐热钢和五种镍基合金的蠕变及蠕变断裂数据.所有自己的试验温度以及文献上原始数据的试验温度都在每一种耐热钢或高温合金的0.45T_m(T_m是熔点的绝对温度)以上.根据自己的试验以及分析文献数据的结果,指出在所研究的温度范围内,对于所研究的不同类型的耐热钢和高温合金说来,高温蠕变过程中存在激活能是一个普遍的现象.文中指出了通过激活能用提高温度法缩短蠕变试验时间的可能性,并讨论了这种外推方法所适用的温度范围和它的误差.     

ON THE METHOD OF ACCELERATING HIGH-TEMPERATURE CREEP TEST BY AN ELEVATION OF TEMPERATURE

用四种耐热钢分别在同一应力不同温度下进行了一系列的蠕变试验.又分析了文献上四种耐热钢和五种镍基合金的蠕变及蠕变断裂数据.所有自己的试验温度以及文献上原始数据的试验温度都在每一种耐热钢或高温合金的0.45T_m(T_m是熔点的绝对温度)以上.根据自己的试验以及分析文献数据的结果,指出在所研究的温度范围内,对于所研究的不同类型的耐热钢和高温合金说来,高温蠕变过程中存在激活能是一个普遍的现象.文中指出了通过激活能用提高温度法缩短蠕变试验时间的可能性,并讨论了这种外推方法所适用的温度范围和它的误差.     

Re对单晶镍基合金蠕变行为的影响

通过对有Re和无Re单晶镍基合金进行蠕变性能测定,结合组织形貌观察,研究了Re对单晶镍基合金蠕变行为的影响.结果表明,Re可有效提高合金的高温蠕变抗力,与无Re单晶合金相比较,加入2%的Re后,可使合金在高温低应力条件下的蠕变寿命有较大幅度的提高,计算出2%的Re合金在稳态蠕变期间的蠕变激活能Q=478.6 kJ/mol,应力指数n=5.1.合金在蠕变初期的变形特征是(1/2)<110>位错在基体通道中滑移,运动位错相遇发生位错反应,在γ、γ'两相界面处形成位错网,可提高合金的蠕变抗力.蠕变后期,合金的变形机制是<110>超位错切入筏状γ'相内.     

火电汽轮机用镍基合金的组织与性能

对火电汽轮机用Ni-6Al-7Ta-4W-4Co-4.6Re-2.8Ru合金进行了固溶和时效热处理,研究了不同温度和外加应力作用下的镍基单晶合金在高温蠕变过程中的蠕变性能和组织演变特征,并分析了其作用机理。结果表明:在外加应力一定条件下,镍基合金的蠕变寿命随着温度的提高而逐渐降低,当温度高于1100℃时表现出了明显的温度敏感性;在温度一定条件下,镍基合金的蠕变寿命随着外加应力的提高而逐渐降低,当外加应力大于156 MPa时表现出了明显的应力敏感性。镍基单晶合金在温度为1075~1125℃、应力为136~176 MPa范围内稳态蠕变阶段的蠕变激活能Q=493.7 k J/mol,应力指数n=4.9;高温蠕变过程中γ'相不断发生扭曲和粗化,在蠕变后期的外加应力作用下,显微裂纹会在γ基体和γ'相界面的显微孔洞处萌生和扩展,并造成镍基合金的蠕变断裂是高温、低应力条件下合金的蠕变断裂机制。     

焊接工艺对690镍基合金焊丝熔敷金属高温失塑裂纹敏感性影响研究

针对690镍基合金熔敷金属高温失塑裂纹敏感性问题,采用基于Gleeble-3500热力耦合试验机的STF试验,开展焊接工艺对国产化690镍基合金焊丝WHS690M熔敷金属高温失塑裂纹敏感性的影响研究,并与进口Inconel 52M焊丝试验结果进行对比分析。试验表明,熔敷金属高温失塑裂纹最小临界应变出现在1 050℃附近,焊接热输入对最小临界应变影响较小,相比于大面积堆焊熔敷层,对接焊缝熔敷金属临界应变降低,高温失塑裂纹敏感性提高。     

激光温喷丸IN718镍基合金残余应力高温释放行为

为了研究激光温喷丸对IN718镍基合金高温释放行为的影响,以20℃室温激光喷丸(LP)和260℃激光温喷丸(WLP)处理的IN718镍基合金为研究对象,从微观组织、残余应力等角度,通过保温试验探索了温度、时间与残余应力释放的关系,并从高温软化和蠕变理论角度对残余应力的高温释放规律进行分析。结果表明,WLP较LP处理的IN718镍基合金具有更好表面高温稳定性和更高位错密度,且晶粒细化更为明显;随着保温温度的升高,LP和WLP处理件残余应力释放幅度均明显增大,但前者释放速度更快,且位错密度有明显减小的趋势;700℃保温500 min后,LP和WLP处理件表面残余应力分别释放68%和36.7%,最大残余应力释放率出现在保温初始阶段,且释放规律符合Zener-Wert-Avrami函数。     

初始δ相(Ni_3Nb)对镍基合金高温拉伸变形行为及材料参数的影响（英文）

通过高温拉伸实验研究了初始δ相(Ni_3Nb)含量对一种镍基合金高温拉伸变形行为和材料参数的影响。研究结果表明,初始δ相含量、变形温度、应变速率和应变对镍基合金高温拉伸变形行为的影响十分显著。基于实验结果,建立了一种修正的Arrhenius本构模型,其模型的材料参数表达为初始δ相含量和应变的函数关系。该模型可以描述初始δ相含量、变形温度、应变速率和应变对镍基合金高温拉伸变形行为的综合影响。通过比较,模型预测值与实验值吻合,证实了建立的本构模型可精确地预测镍基合金的高温拉伸变形行为。     

γ-γ''双相镍基高温合金蠕变损伤的微观分析

用晶体热粘塑性模型研究了镍基合金中γ与γ'相的非弹性行为,进行了在晶体塑性理论基础上考虑镍基高温合金中的随机分布相结构对其蠕变与损伤过程的数值模拟.模拟假定合金中γ'相的尺寸及分布具有随机性,γ与γ'相在高温下的变形、损伤用温度相关的晶体粘塑性损伤本构关系进行计算,计算结果与周期体胞模型进行了比较.结果表明:γ'相随机分布模型能够反映镍基合金微观变形和应力分布不均匀、局部剪切变形和可能的破坏倾向;该模型的蠕变分析结果较周期体胞模型合理.     

Microscopic Creep and Damage of γ-γ＇Two-phase Nickel-base Superalloy under Elevated-temperature

用晶体热粘塑性模型研究了镍基合金中γ与γ′相的非弹性行为,进行了在晶体塑性理论基础上考虑镍基高温合金中的随机分布相结构对其蠕变与损伤过程的数值模拟.模拟假定合金中γ′相的尺寸及分布具有随机性,γ与γ′相在高温下的变形、损伤用温度相关的晶体粘塑性损伤本构关系进行计算,计算结果与周期体胞模型进行了比较.结果表明：γ′相随机分布模型能够反映镍基合金微观变形和应力分布不均匀、局部剪切变形和可能的破坏倾向;该模型的蠕变分析结果较周期体胞模型合理.     

镍基单晶高温合金蠕变行为研究进展

从镍基单晶高温合金蠕变中γ'相定向粗化和筏化、蠕变各向异性、蠕变寿命预测及Re和Ru元素对蠕变性能的影响方面,综述了镍基单晶高温合金蠕变行为的研究进展,并对镍基单晶高温合金的发展方向进行了展望。     

单晶合金中孔洞对蠕变行为的影响

通过对有/无缺陷单晶镍基合金蠕变性能测试、组织形貌观察及采用有限元对近孔洞区域的应力场分析,研究了组织缺陷对单晶合金蠕变行为及组织演化的影响。结果表明:组织缺陷可明显降低单晶镍基合金的塑性和蠕变寿命。在高温蠕变期间,近孔洞区域的应力等值线具有碟形分布特征,并沿与施加应力轴成45°角方向有较大值,该应力分布特征可使合金中γ′相转变成与施加应力轴成45°角的筏状结构,并使圆形孔洞沿应力轴方向伸长成椭圆状。蠕变期间,在合金圆形孔洞缺陷的上、下区域具有较小的应力值,而在圆形孔洞的两侧极点处具有最大应力值,随蠕变时间延长,应力值增大,促使裂纹在该处萌生,并沿垂直于应力轴方向扩展是降低合金蠕变寿命的主要原因。     

Inconel718高温合金中析出相演变研究进展

Inconel 718高温合金广泛应用于航空、航天、电力和国防等领域中复杂金属结构构件的制造,其高温抗疲劳性能和蠕变持久强度与成形加工过程中微观组织的演变密切相关.以往的研究侧重于镍基合金热加工(如定向凝固、热处理、锻造和焊接等)工艺参数的优化,较少从析出相控制的角度来阐明冷轧、热变形、焊接等工艺与高温服役性能之间的内在联系.本文介绍了该合金中不同类型的析出相,包括:主要强化相(g'相)、辅助强化相(g'相)、g'相的平衡相(d相),以及MX型碳氮化物和Laves相;论述了镍基合金制备过程中不同类型析出相的析出机制及其对合金高温性能的影响;指出了镍基合金高能电子束焊接过程中,焊接热影响区微裂纹形成的影响因素.     

镍基合金扩散焊研究进展

随着对镍基合金研究的不断加深,镍基合金材料的超塑性被相继发现,超塑成形与扩散连接的组合工艺得到了极大的发展和推广应用,所以镍基合金扩散焊的重要性及应用范围得到了极大提升。文中简要阐述了镍基高温合金扩散焊方式,并重点阐述了镍基高温合金扩散焊研究现状。目前镍基合金扩散焊的主要研究包括：扩散焊的工艺流程与参数研究、镍基合金扩散焊的焊材研究及镍基合金扩散焊中间层研究三个方面,扩散焊焊接接头易发生过早的脆性断裂,这主要与焊接过程中接头处成分不均匀有关;预处理、焊接温度、保温时间及焊接压力等工艺参数对接头性能有重要影响;有关镍基合金扩散焊中间层的研究处于不断深入的阶段。关于如何提高镍基合金扩散焊接头的各项性能,仍需进一步深入研究。     

铁素体-奥氏体异种钢接头高温失效原因的分析

通过用镍基合金、奥氏体和铁素体填充材料焊接的铁素体-奥氏体异种钢接头的蠕变断裂试验结果表明,材料之间的蠕变强度不匹配是异种钢接头高温运行中过早失效的主要原因。为了改善铁素体钢和奥氏体钢之间蠕变强度差别太大的问题,接入一段蠕变强度介于两者之间的过渡段,结果可使异种钢接头的蠕变断裂强度(寿命)达到铁素体同种钢接头的水平。     

玻璃模具型腔等离子弧喷焊工艺试验

采用等离子弧喷焊工艺方法,选用镍基合金粉末在玻璃模具型腔的关键部位进行了等离子弧喷焊工艺试验,对喷焊层金属的显微组织进行了分析,测试了喷焊层的显微硬度.试验结果表明,喷焊层与基体为冶金结合,喷焊层呈枝状晶组织,硬度达到HV296.通过对玻璃模具型腔进行等离子弧喷焊镍基合金,玻璃模具的耐磨性、抗高温氧化性能得到显著提高,其使用寿命也得到延长.     

高温耐蚀镍基合金的焊接研究现状及展望

高温耐蚀镍基合金在现代制造业中具有重要应用。本文从热裂纹的产生、合金元素的影响、焊接方法、焊接工艺及数值模拟等方面对近年来高温耐蚀镍基合金的相关研究状况进行了总结，并对今后的研究发展方向进行了展望。     

基于位错运动的镍基单晶各向异性蠕变寿命预测

对3种不同取向的DD6镍基单晶高温合金进行了980℃下的蠕变试验,结果表明镍基单晶高温合金蠕变失效机理是材料内部微孔洞的萌生与微裂纹的扩展,其本质是由位错运动造成的。采用透射电镜(TEM)对蠕变初期[001]、[111]和[011]3种取向的单晶合金的位错形貌进行观测,发现其分别符合八面体滑移系开动、六面体滑移系开动与两滑移系同时开动的特征。针对上述微观现象,基于晶体塑性理论建立了考虑Orowan效应与位错阻碍效应的蠕变本构模型与蠕变损伤模型,并根据试验得到的蠕变曲线拟合了模型参数。该模型的有限元模拟结果与单晶材料的蠕变断口形貌相互印证,解释了单晶蠕变的各向异性的力学行为。     

单晶镍基合金蠕变时γ′组织形态变化的计算机模拟

运用有限元法及能量扰动法对单晶镍基合金蠕变过程显微组织的变化进行了动态模拟。模拟结果表明在外加拉或压应力下显微组织不同的变化过程。该变化对单晶镍基合金在蠕变经过一定时间后的点阵参数和点阵错配度有影响。     

高温合金熔化焊焊接性的研究进展

综述镍基高温合金和钴基高温合金熔化焊的研究现状,并阐述了焊接裂纹形成机理以及焊接工艺和合金成分对其焊接性的影响.镍基高温合金可以通过调整合金成分、析出相和晶界形貌、焊接工艺等来提高其焊接性.与沉淀强化型镍基高温合金相比,固溶强化钴基合金焊接性能良好,展现出良好的界面熔合性和较高的抗裂纹敏感性.新型沉淀强化钴基合金中γ/...