热处理对FGH95合金组织和性能的影响研究

通过热处理工艺试验设计,研究了不同热处理条件下FGH95合金的组织和性能。与亚固溶线温度热处理后细晶试样比较,过固溶线温度热处理的试样获得了晶粒度8级的相对粗晶组织,强度仅比细晶试样的降低不超过5%,而蠕变性能显著提高,700℃/690MPa条件下,0.2%残余应变的蠕变寿命提高了3～4倍;另外,通过优化γ’相的尺寸与分布,可进一步提高合金的力学性能。     

FGH95镍基合金的组织结构与蠕变行为

通过蠕变曲线测定和组织形貌观察,研究了FGH95合金的蠕变特征与变形机制.结果表明:经高温固溶及"盐浴"冷却后,FGH95合金的组织结构由细小γ'相及粒状碳化物弥散分布于γ基体所组成,由于沿晶界不连续析出的粒状(Ti,Nb)C相可提高合金的晶界强度,并抑制晶界滑移,故使其在650℃、1 034MPa条件下有较小的应变速率和较长的蠕变寿命.合金在蠕变期间的变形机制是位错切割γ或γ'相,其中,当(1/2)<110>位错切入γ相,或<110>超位错切入γ'相后,可分解形成(1/6)<112>肖克莱不全位错或(1/3)<112>超肖克莱不全位错+层错的位错组态;蠕变后期,合金的变形特征是晶内发生单取向和双取向滑移,随蠕变进行位错在晶界处塞积,其引起的应力集中致使裂纹在晶界处萌生及扩展是合金的蠕变断裂机制.     

粉末高温合金FGH97疲劳裂纹扩展行为

测定不同晶粒尺寸、γ'相以及不同Hf含量的粉末高温合金FGH97在650℃高温条件下的疲劳裂纹扩展速率,并将其与FGH95和FGH96两代粉末合金的疲劳裂纹扩展速率进行对比.用定量分析的方法对FGH97合金在疲劳断裂各个阶段的行为特征进行分析.较大晶粒尺寸的FGH97合金具有较低的裂纹扩展速率,合理的二次和三次γ'相匹配析出,可以获得较高的疲劳寿命;Hf元素的添加使合金的整体疲劳寿命增大;FGH97合金与FGH95和FGH96相比,具有较高的疲劳裂纹萌生抗力,更低的高温疲劳裂纹扩展速率.      

喷射成形高温合金FGH4096的热变形行为

采用THERMECMASTOR_Z型热模拟试验机,研究了喷射成形高温合金FGH4096在变形温度为1 060～1 180℃、应变速率为0.1～10 s-1的等温热压缩变形行为.试验表明,在1 120℃以上变形的试样发生了动态再结晶;1 090℃以下变形的试样发生了动态回复.喷射成形FGH4096高温合金最佳热变形温度为1 120～1 180℃,最佳应变速率为0.1～5 s-1.通过表观激活能的计算讨论了喷射成形FGH4096高温合金热变形机制.     

新型镍基粉末高温合金的微观组织和力学性能

以新型镍基粉末高温合金FGH4113A(WZ-A3)为研究对象，采用“真空感应熔炼+氩气雾化制粉+热等静压+热挤压+等温锻造”工艺路线制备全尺寸涡轮盘，系统研究了锻造态FGH4113A合金在不同热处理状态下的微观组织和力学性能。结果表明：FGH4113A合金全尺寸涡轮盘宏观形貌良好，微观晶粒组织细小均匀；经亚固溶热处理后，平均晶粒度ASTM 11～13级，室温和550℃的屈服强度分别为1249和1185 MPa，抗拉强度分别为1674和1656 MPa，断后伸长率分别为23.5%和19.5%，在温度700℃，应变范围0～0.8%，加载频率0.33 Hz条件下的疲劳寿命均值为35000周次；经过固溶热处理后，平均晶粒度ASTM 6～8级，700和800℃的屈服强度分别为1063和966 MPa，抗拉强度分别为1403和1112 MPa，断后伸长率分别为17.5%和12.0%，在温度800℃，应力330 MPa，蠕变伸长量0.2%条件下的蠕变寿命均值为384 h，在温度700℃，应力强度因子范围30 MPa·m0.5条件下的裂纹扩展速率小于5×10^-4 mm·cycl...     

钢高温蠕变特性对连铸坯矫直变形的影响

 为使连铸坯在矫直过程中能够充分利用钢的高温蠕变特性,避免产生内部矫直裂纹,对铸坯矫直及机型曲线进行了研究。首先,在Gleeble-3800热模拟试验机上对Q345C连铸坯进行热塑性和高温蠕变试验,确定了Q345C钢的热物性参数和最小蠕变应变速率方程;其次,根据钢的高温蠕变特性,针对目前使用的某连铸机设计了新机型曲线;最后,采用热力耦合数值模拟的方法,计算了距离铸坯内弧侧表面38.3 mm处中心点的温度分布和应变速率。通过蠕变矫直机型应变速率和蠕变速率的对比表明,蠕变矫直机型曲线可以充分利用钢的高温蠕变变形进行矫直,蠕变变形量占总矫直变形量的比例达到88.6%,因此可降低铸坯内部矫直裂纹产生的可能性,有利于提高铸坯质量。     

一种[011]取向镍基单晶合金的蠕变断裂

研究了[011]取向的镍基单晶高温合金在750~980℃温度范围和200~680 MPa应力下的蠕变断裂特征.在扫描电镜上对各种实验状态下的蠕变断口和纵向剖面进行了详细观察.研究发现:在低温750℃和中温870℃不同初始蠕变应力条件下,枝晶间区亚晶界处不规则γ＇/γ界面是裂纹主要萌生场所,这些已萌生的裂纹在与外加应力轴垂直的（011）面上沿〈110〉和〈100〉两个方向扩展;980℃不同初始应力条件下,裂纹主要在合金中显微疏松孔洞处萌生,沿与外应力轴垂直的方向扩展.观察750℃和870℃不同应力状态蠕变试样的纵向剖面,对亚晶界区不规则γ＇相面积分数的测量和计算表明,用面积分数表征该合金[011]取向在中低温状态下的蠕变损伤程度是可行的.      

Ti-600合金蠕变性能及硅对其蠕变性能的影响

研究了Ti-600合金在3种温度(550、600、650℃)、5种应力(150、200、250、300、350 MPa)下的蠕变性能,并分析了硅化物对合金蠕变性能的影响。研究结果表明,Ti-600合金具有较小的稳态蠕变速率及较大的蠕变激活能,反映出该合金具有较好的蠕变抗力。当温度升高、应力增大时,Ti-600合金的稳态蠕变速率增大。600℃下,当蠕变应力高达350 MPa时,Ti-600合金的稳态蠕变速率低至3.72×10-7s-1。Ti-600合金的蠕变激活能最高可达574.6kJ·mol-1,最低为332.7 kJ·mol-1。在蠕变过程中,Ti-600合金内析出了S2型(TiZr)6Si3硅化物,能够钉扎位错、阻碍位错滑移,提高合金的蠕变抗力。     

Al-Fe-Sc合金压缩蠕变行为及形貌演变研究

通过压缩蠕变测试及Al-Fe-Sc合金形貌观察，研究了不同压缩蠕变参数对合金蠕变行为及形貌的影响。实验采取压缩蠕变参数：70和90 MPa压应力，90,120和150℃蠕变温度。发现Al-Fe-Sc合金在70 MPa/90,120和150℃条件下，稳态蠕变速率为1.57×10^-7,1.37×10^-5和3.35×10^-6 s^-1，硬度为HV 40.58,HV 35.16和HV 42.32；在90 MPa/90,120和150℃条件下，稳态蠕变速率为1.79×10^-6,1.36×10^-5和7.60×10^-6 s^-1，硬度为HV 45.54,HV 34.46和HV 50.34。样品形貌随温度的升高和压力的增大由各向异性趋向于多种取向，锯齿状晶粒晶界越明显。透射电镜(TEM)图像显示Al₃Sc沉淀相弥散分布在亚晶粒中和亚晶界处，强烈地阻碍了位错和晶界的移动，起到强化力学性能和抑制压蠕变变形的作用。     

NiAl-28Cr-5.5Mo-0.5Hf-0.012P合金的蠕变性能研究

研究了热等静压态NiAl-28Cr-5．5Mo-0.5Hf-0．012P合金的高温蠕变行为。结果表明：实验合金具有较短的减速蠕变阶段和相当长的稳态蠕变阶段以及很高的蠕变应变；在研究的实验条件范围内，合金的蠕变变形机制为低温高应力下的位错粘滞滑移控制和高温低应力下的位错攀移控制；蠕变后合金的显微组织变化不大，表明蠕变断裂受孔洞及裂纹的形成和扩展所控制，而且蠕变断裂行为符合修正后的Monkman-Grant规律：Intf＋0.775lnε=1.104。