挤压变形和热处理工艺对FGH95合金γ′相析出的影响

γ′(Ni3(AlTi))相强化的镍基粉末高温合金(FGH95)采用热挤压工艺可以明显改善合金晶粒大小、γ′相尺寸、分布以及碎化夹杂物,是一种优良的热加工变形的成型工艺.本工作研究FGH95合金经热等静压 热挤压 热处理工艺处理后强化相γ′的析出行为,以及对合金力学性能的影响.实验结果表明:热等静压温度升高,中等尺寸γ′相平均尺寸增大.热挤压后,热等静压态中的γ′相尺寸发生长大,改变大、中、小γ′相的数量比例.固溶热处理后冷却速度明显影响γ′相尺寸变化,盐浴冷却增加中等尺寸γ′相数量,明显改善合金高温塑性.     

Ru对第四代镍基单晶高温合金DD22长期时效组织演化的影响EI北大核心CSCD

利用透射电镜和场发射扫描电镜研究了两种不同Ru含量(3%和5%,质量分数)的第四代镍基单晶高温合金DD22在1130℃长期时效过程中γ′相形貌演化、TCP相析出和界面位错网的演化情况。研究结果表明:在完全热处理后5Ru合金比3Ru合金的γ′相尺寸更小,形状更规则,γ/γ′相界面的错配度更大,高Ru含量使合金Re,Mo等元素出现反分配现象;5Ru合金在1130℃长期时效过程中γ′相粗化速率、溶解速率和形筏速率均低于3Ru合金;5Ru合金在长期时效1000 h后仍没有TCP相析出,而3Ru合金在时效50 h后便析出TCP相,随着长期时效时间延长,TCP相数量增多,尺寸增大;与3Ru合金相比,长期时效1000 h后5Ru合金γ′/γ界面位错网更加致密和规则;综上所述,Ru的元素反分配作用和低的扩散系数使5Ru合金比3Ru合金表现出更高的组织稳定性。     

热处理对喷射成形FGH4095组织的影响

采用喷射成形技术制备镍基高温合金FGH4095,其组织均匀、坯件整体致密度高、氧含量低、晶粒为细小的等轴晶。经测定其致密度在99%以上,氧含量为20×10-6。合金热处理过程中,随固溶处理温度的升高(1120℃、1140℃、1160℃),主要强化相γ′相逐渐溶解,溶解尺寸由小变大,溶解最慢的γ′相位于晶界上。二级时效后再次析出细小的γ′相。     

热处理对Ni_3Al基单晶合金IC6SX组织和性能的影响EI北大核心

研究了热处理对Ni3Al基单晶合金IC6SX的微观组织和持久性能的影响。实验结果表明:IC6SX单晶合金的铸态组织具有典型的树枝晶结构,由γ′相、γ相和NiMo相组成。合金经过1280℃/10h,风冷固溶处理后,γ′相全部固溶,合金组织均匀,γ′相尺寸约为0.28μm。合金在1340℃固溶处理后发生了少量的初熔。对固溶后的合金进行了870℃/32h,空冷的时效处理,得到了尺寸约为0.5μm的立方状分布的γ′相。对不同状态的IC6SX单晶合金在1100℃/130MPa条件下进行持久性能测试,结果表明,经过时效处理后的合金具有最长的持久寿命,高达120h。     

Sn含量对Al-Zn合金组织与溶解性能的影响

为了改善Al-Zn合金组织,有效调控合金的溶解速率,采用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和电化学工作站等测试手段,研究了不同Sn含量对铸态Al-Zn合金微观组织和电化学性能的影响规律。结果表明:合金主要由Al基体相、Al_(0.71)-Zn_(0.29)相和Sn相组成,随着Sn含量的增加,析出相在晶界处的含量明显增加,尺寸逐渐增大,且由颗粒状逐渐转变为长条状;当Sn含量从0.1wt%增加到2wt%时,合金的平均晶粒尺寸从194.54μm减小到65.33μm,溶解速率和电化学活性不断提高; Sn含量继续增加,合金的平均晶粒尺寸逐渐增大,溶解速率和电化学活性下降。     

GH4175合金固溶过程中γ相晶粒长大与γ′相回溶规律研究

目的 研究固溶处理工艺参数对GH4175合金微观组织演化的影响。方法 对挤压态的GH4175镍基高温合金进行亚固溶处理,通过定量分析,明确不同固溶处理制度对合金γ相晶粒尺寸、γ′相尺寸和体积分数的影响规律。结果 合金在1 145~1 160 ℃固溶60 min时,γ相晶粒尺寸从6.58 μm长大到32.08 μm,γ′相尺寸从1.20 μm减小到1.14 μm,γ′相体积分数由5.25%下降到0.53%;加热温度为1 155 ℃、保温时间为15~ 120 min时,γ相晶粒尺寸从7.76 μm长大到34.10 μm,γ′相尺寸从1.07 μm长大到1.56 μm,γ′相体积分数由2.84%下降到1.37%。结论 随着加热温度的升高和保温时间的延长,γ相晶粒尺寸增大,γ′相的体积分数降低,γ′相尺寸随加热温度的升高而减小、随保温时间的延长而增大。加热温度超过1 150 ℃时,γ′相发生不连续回溶,晶粒的长大速度加快。     

FeNiCrWMoTi合金中γ'数量和尺寸及其强硬化效应

研究了Fe-28Ni-13Cr-1W-1.5Mo-2Ti-0.5Nb-0.2Al高温合金不同时效状态下γ'相的数量和尺寸对强硬化效应的影响.在16h时效条件下,随时效温度升高(在650～730℃),由于γ'粒子尺寸增大速率较小(从7～14nm),其数量显著增多,因而合金的硬化效应增大;温度在730～760℃时,在位错的Orowan绕过机制启动之前,虽然γ′相数量随时效温度升高继续增多,但由于尺寸显著增大,合金的硬化效应明显降低.在位错以切割方式通过γ′粒子的尺寸范围内,沉淀出精细γ′粒子的合金状态比析出相同数量粗大γ′粒子的合金状态具有更高的室温硬化效应.     

热处理制度对GH706高温合金持久性能的影响

不同热处理制度对GH706高温合金持久性能影响的研究结果表明,固溶加低温时效的两段热处理使合金中析出的η相呈胞状紧密排列于晶界,强化晶界,获得较长的持久寿命。增加稳定化处理的三段热处理合金,晶界η相以长针状析出,并在其周围形成γ′、γ″相贫化区,贫化区强度较低,弱化了晶界,使得裂纹易于萌生,且易于连通形成扩展通道,降低了持久寿命。直接时效(DA)处理的合金中η相在晶界呈短捧状分散排列,可以起到强化晶界的作用,而η相间的无析出区可以钝化裂纹的萌生和扩展,从而获得最长的持久寿命和最高的持久塑性。     

FeNiCrWMoTi合金中γ′数量和尺寸及其强硬化效应

研究了Fe-28Ni-13Cr-1W-1.5Mo-2Ti-0.5Nb-0.2Al高温合金不同时效状态下γ′相的数量和尺寸对强硬化效应的影响。在16h时效条件下，随时效温度升高（在650-730℃），由于γ′粒子尺寸增大速率较小（从7-14nm)，其数量显著增多，因而合金的硬化效应增大；温度在730-760℃时，在位错的Orowan绕过机制启动之前，虽然γ′相数量随时效温度升高继续增多，但由于尺寸显著增大，合金的硬化效应明显降低。在位错以切割方式通过γ′粒子的尺寸范围内，沉淀出精细粒子的合金状态比析出相同数量粗大γ′粒子的合金状态具有更高的室温硬化效应。     

FeNiCr WMoTi合金中γ′数量和尺寸及其强硬化效应

研究了Fe 2 8Ni 13Cr 1W 1.5Mo 2Ti 0 .5Nb 0 .2Al高温合金不同时效状态下γ′相的数量和尺寸对强硬化效应的影响。在 16h时效条件下 ,随时效温度升高 (在 6 5 0～ 730℃ ) ,由于γ′粒子尺寸增大速率较小 (从 7～ 14nm ) ,其数量显著增多 ,因而合金的硬化效应增大 ;温度在 730～76 0℃时 ,在位错的Orowan绕过机制启动之前 ,虽然γ′相数量随时效温度升高继续增多 ,但由于尺寸显著增大 ,合金的硬化效应明显降低。在位错以切割方式通过γ′粒子的尺寸范围内 ,沉淀出精细γ′粒子的合金状态比析出相同数量粗大γ′粒子的合金状态具有更高的室温硬化效应     

FGH95粉末镍基合金的组织结构与蠕变断裂特征

通过对不同工艺处理FGH95合金进行组织形貌观察及持久性能测试,研究了组织结构对合金持久性能的影响规律。结果表明:经1150℃固溶和时效处理后,合金中有粗大γ′相在较宽的边界区域不连续分布,其周围存在γ′相贫化区;经1160℃固溶及时效处理后,合金中粗大γ′相完全溶解,在晶内弥散分布高体积分数的γ′相,并有粒状(Cr,Nb)23(C,B)6硼碳化合物在晶内及沿晶界不连续析出;经1165℃固溶和时效后,合金的晶粒尺寸明显长大,并有硬而脆的碳化物膜沿晶界连续析出。在650℃、1034MPa条件下,经1160℃固溶和时效合金具有较高蠕变抗力和较长持久寿命,蠕变期间的变形机制是位错以Orowan机制饶过γ′相、或位错剪切γ′相,其中晶界处不连续析出的粒状碳化物可有效阻碍位错滑移,是使合金具有较好蠕变性能的主要原因。蠕变后期,合金的变形特征是晶内发生单取向滑移,随蠕变进行位错在晶界处塞积,并引起应力集中,致使裂纹在晶界处萌生及扩展是合金的蠕变断裂机制。     

热处理对激光金属成形DZ125L高温合金组织及硬度的影响

研究激光金属成形DZ125L高温合金的组织,其形成的非平衡组织致密,一次枝晶间距约5μm;生成的过饱和固溶体抑制γ′相析出,且晶界析出点状不连续MC碳化物。这无法满足高温合金直接使用要求,需进行必要热处理。因此研究了5种热处理状态下的组织和显微硬度,结果表明均匀化和固溶处理十分必要,但需严格控制时间;时效处理时间可以适当减少。经过热处理试样的硬度比未经过过热处理试样硬度低,主要原因是激光金属成形组织细密,晶界析出大量强化相MC碳化物。     

微量Ge对7056铝合金组织和淬火敏感性的影响

通过力学拉伸、末端喷淋淬火实验,结合金相观察、硬度测试、电导率测试、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等测试分析方法,研究微量Ge元素对7056铝合金组织和淬火敏感性的影响。结果表明:添加微量Ge细化了合金晶粒,晶粒尺寸由137μm减小到114μm;添加微量Ge在晶界上形成了粗大的Mg_2Ge相,并抑制了T相的形成;与无Ge合金相比,添加Ge后无沉淀析出带(PFZ)宽度变窄,从190nm减小到90nm,同时晶界析出相尺寸减小;添加微量Ge显著降低了合金的淬火敏感性,合金淬透深度提高了约25%,这与慢速淬火时析出的η平衡相的数量和尺寸有关;Ge降低了合金中的空位浓度,η平衡相在缺陷处的非均匀形核及长大被抑制,时效后η′沉淀强化相数量增多,慢速冷却时合金强度下降程度减小,合金淬透性提高。     

多级时效热处理对7056铝合金析出组织与耐蚀性的影响

利用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、力学性能测试、电导率测试以及剥落腐蚀、慢应变速率拉伸应力腐蚀(SSRT)、Tafel循环极化曲线等手段研究多级时效热处理对7056铝合金析出组织及耐蚀性的影响。结果表明:过时效再时效热处理后溶质原子二次析出,晶内析出相体积分数增大,晶界析出相粗化断开,无沉淀析出带宽化。与120℃/24h相比,采用120℃/6h预时效工艺有利于晶内细小析出相回溶和粗大相长大。再时效热处理可提高过时效合金的强度和电导率,与峰时效和回归再时效相比,合金的抗拉强度损失不大,电导率明显提升。过时效再时效热处理后,合金晶界处连续阳极溶解被有效避免,抗剥落腐蚀和抗应力腐蚀性能增强。     

冷却速率对Al-Zn-Mg-Cu合金厚板剥落腐蚀的影响

研究了冷却速率对Al-Zn-Mg-Cu合金厚板剥落腐蚀性能的影响。结果表明,降低冷却速率,合金的剥落腐蚀性能随之下降,腐蚀等级由EB级变成ED级,腐蚀电极电位更负,电流密度增加,极化电阻减小且与冷却速率呈线性关系。冷却的速率降低导致晶界析出相覆盖率增大,晶界析出相的Cu含量降低和晶界无沉淀析出带宽化是剥落腐蚀性能下降的主要原因。     

镍基单晶合金CMSX-6的再结晶行为及热裂倾向

在不同热处理温度和载荷下,研究了CMSX-6单晶的再结晶现象。结果表明:在低于1 150℃×4 h热处理后,没发现再结晶现象,但在载荷的作用下,单晶退火时γ'相形成元素自发偏析,造成大量的大颗粒γ'相在共晶周围析出;随着热处理温度升高,载荷影响区再结晶经历由压痕周围胞状再结晶、枝晶干再结晶、多个等轴再结晶三个阶段;在高于1 150℃×4 h热处理时,单晶随着载荷的增加,再结晶的范围和深度明显增大;以及随冷却速率的增加,再结晶晶粒之间的热裂倾向增大,致使大量热裂沿晶界分布。     

固溶冷却介质对FGH96合金γ′相和性能的影响

采用光学显微镜（0M）和场发射扫描电镜（FESEM）对FGH96合金在不同冷却介质下γ′相的析出行为进行了实验研究。结果显示：时效前后，γ′形态均为球形，水冷得到的γ′相尺寸最小。硬度测试结果表明：水冷得到的合金硬度值最大，油冷次之，盐浴冷最小；时效后，硬度仍然保持冷却后相应的顺序。     

Mn、Fe含量对3003铝合金铸锭均匀化行为的影响

通过电导率测试、扫描电子显微镜等观察分析,研究了不同Mn、Fe含量对3003合金铸锭和均匀化组织的影响。3003合金铸锭中有明显的波纹状Mn偏析,晶界处有粗大的α-Al(Fe,Mn)Si或Al₆(Fe,Mn)初生相。Fe含量由0.12%(质量分数)升高至0.30%,铸锭平均晶粒尺寸由257 μm减小为108 μm,初生相面积分数由1.28%升高至3.75%;Mn含量越高,合金电导率值越低。均匀化升温阶段,析出相主要受形核和长大过程控制,并伴随较高温度下析出相的部分回溶;600 ℃保温阶段,析出相以Ostwald熟化和原子长程扩散两种机制发生粗化,尺寸不断增大,数量减少;合金均匀化晶界附近有无析出带形成。合金Mn含量由1.15%升高至1.60%,析出相回溶温度由500 ℃升高至550 ℃,600 ℃保温12 h完成后,析出相尺寸也由149.0 nm升高至342.5 nm;高Fe低Mn(0.30%Fe,1.15%Mn)合金晶内析出相分布均匀,而低Fe高Mn(0.12%Fe,1.60%Mn)合金晶内析出相呈不均匀分布,晶粒心部及枝晶干处贫Mn区析出相数量较少。     

γ′相对高钨镍基高温合金拉伸和持久变形行为的影响

对K416B高钨高温合金进行固溶和时效处理以调整其中γ?相的形貌使其具有两种尺寸,研究了铸态和热处理态合金的拉伸和持久变形行为。结果表明,铸态K416B合金中的γ?相在基体中分布均匀,其平均尺寸为200 nm,能有效阻碍位错在基体中运动从而使其屈服强度提高。在热处理态的K416B合金中析出了两种γ?相,其尺寸分别为1μm和100 nm。在热处理态K416B合金的室温拉伸过程中全位错剪切大尺寸初生γ?相和以Orowan机制绕过小尺寸二次γ?,使其屈服强度降低。在高温下二次γ?相更容易粗化而使γ基体的宽度增大,促进位错剪切γ?相而使持久应变速率提高。同时,在持久变形过程中纳米级W6C颗粒在γ-γ?相界面弥散析出消耗大量W元素降低γ-γ?两相的错配度,使合金的强化水平下降而导致其持久寿命大幅度降低。     

微量Hf对大角度晶界含Re双晶合金高温持久性能的影响

采用籽晶法制备含有大角度晶界(约20°)的双晶试板,通过分析不同Hf含量(质量分数:0%,0.4%)的含Re合金晶界处析出相、γ/γ′组织、晶界成分及1100℃/100MPa横向持久性能,研究Hf对晶界组织及高温力学性能的影响。结果表明:Hf显著提高了铸态合金大角度晶界处共晶和碳化物体积分数;热处理后,Hf显著抑制了晶界胞状再结晶组织的形成,含Hf合金的1100℃/100MPa横向持久寿命均显著提高。晶界持久性能与晶界析出相种类、形貌、含量和成分密切相关,而Hf元素在晶界未发现显著的偏聚。本研究对先进镍基单晶合金中晶界缺陷的评价及Hf元素晶界强化作用机制的认识具有一定的指导意义。