FGH98合金的再结晶行为

利用扫描电镜和透射电镜对热挤压态和退火态FGH98合金的相析出规律及组织特征进行了分析,并对其再结晶机制进行了深入研究.结果表明:热挤压态FGH98合金在空冷过程中已经发生了少量的再结晶现象,随着挤压温度的提高,体系内位错密度下降.退火态FGH98合金中再结晶机制主要与体系内未回溶的一次γ'相有关,在一次γ'相聚集区再结晶主要以依靠亚晶的聚合和亚晶的长大,或两者的混合机制进行形核;随着一次γ'相的减少,合金还可以通过应变诱发晶界迁移、多晶粒交汇区形核、孪晶叠加等多种方式形核.需要指出的是,FGH98合金中未回溶的一次γ'相在退火处理过程中也会通过部分的回复和再结晶发生软化效应.      

粉末高温合金热挤压工艺研究进展

概述了欧美国家粉末高温合金热挤压工艺的发展历程与应用情况,阐述了我国粉末高温合金热挤压工艺的研究进展,介绍了René95、René88DT和FGH4096合金的挤压工艺参数选取原则,重点分析了挤压工艺参数（挤压比、挤压速度、挤压温度等）对粉末高温合金挤压成形及组织性能的影响规律,阐明了热挤压过程中粉末高温合金非金属夹杂物的演变行为。     

FGH95合金等温锻造工艺研究

对FGH95合金细晶制备和超塑性等温变形工艺进行了研究。结果表明，双冷速缓冷处理可以有效细化FGH95合金晶粒，改变γ′相的尺寸和分布，并且通过粗化的γ′相对再结晶晶粒的钉扎作用，使FGH95合金细晶组织保持很高的热稳定性；具有细晶组织的GH95合金进行高、低应变速率组合的等温压缩变形时，在低应变速率条件下，可实现超塑性变形。双冷速缓冷处理 超塑性等温锻造工艺具有较强的适应性，可推广至大尺寸粉末高温合金盘件的等温成形，采用该技术研制的等温锻造FGH95合金盘件具有良好的综合力学性能。     

GH625合金管材热挤压成形工艺及组织演变的研究

利用卧式挤压机对GH625合金进行了管材热挤压试验,研究了挤压温度和挤压比对GH625合金管材挤压过程中的力能参数及挤压后管材不同部位的显微组织的影响.结果表明,随着挤压温度的降低和挤压比的升高,最大挤压力逐渐升高.管坯在固定挤压速度40 mm·s-1,预热温度为1150～1200℃和挤压比为3.46～4.10的条件下,可成功挤压出3种规格的GH625合金管材;挤压后的管材由于在挤压过程中发生了动态再结晶组织明显细化,管坯横向组织为等轴的动态再结晶晶粒和原始晶粒组成,纵向组织则由等轴的动态再结晶晶粒及被拉长的原始晶粒组成,呈条带状组织;挤压后管材的外壁、中心、内壁与管材的头部、中部与尾部在热挤压变形过程中,由于变形不均匀发生了不同程度的再结晶,因而存在不同程度的混晶组织.为消除混晶组织,结合设备能力与GH625合金的变形特征,可通过提高坯料挤压的变形温度和挤压比来控制变形的均匀性,并通过切头,去尾和对管材内壁进行少量机加工的方法,可获得具有完全动态再结晶组织的挤压管材.     

挤压速度对6N01铝合金组织和弯曲性能的影响

通过OM、XRD、SM和弯曲试验等,研究了挤压速度对6N01铝合金显微组织和弯曲性能的影响。结果表明:6N01铝合金铸棒均匀化显微组织呈粗大的等轴晶,并有小颗粒状Mg2Si相和杆状Al5FeSi相析出。随着挤压速度的升高,组织明显细化,当挤压速度达到4m/min时,挤压温度促使再结晶晶粒长大加快,晶粒略大。合金伸长率和弯曲裂纹等级(Q)之间存在正比例关系,延伸率越高,型材弯曲性能就越好。弯曲断裂的断裂类型为沿晶开裂。     

挤压温度和挤压比对AZ31镁合金组织性能的影响

本文研究了挤压比和挤压温度对AZ31镁合金热挤压材显微组织和力学性能的影响.结果表明,挤压可以显著细化AZ31合金的显微组织,挤压比越大,晶粒尺寸越细小,力学性能得到较大提高;随着挤压温度的升高,晶粒有所长大,抗拉强度基本呈减小趋势,而延伸率则先升后降;挤压比为35、挤压温度为350℃时,可得到细化均匀的合金组织和良好的力学性能.     

热处理对FGH95合金组织的影响

研究了热处理对FGH95合金组织变化的影响.研究结果表明材料原始组织为枝晶与再结晶的混合组织.枝晶区沿变形方向拉长,再结晶区晶粒细小.合金主要强化相为γ'相,有3种不同尺寸的γ'相分布在不同区域.另外,还有MC、M3B2等微量强化相.材料热处理时,随固溶温度的升高(1120～1170℃),γ'相逐渐溶解,枝晶区面积减小,再结晶晶粒长大.固溶处理后在盐浴(600～800℃)中冷却,不同盐浴温度淬火后,合金可获得几种不同形状、尺寸、数量、分布的γ'相搭配方式.合金经二次时效处理后,γ'相有所长大,且有部分补充析出.     

反挤压Zn-Mn二元合金的微观组织与力学性能

采用电子背散射衍射(EBSD)和室温拉伸试验,研究了不同挤压速度对Zn-Mn二元合金的微观组织与力学性能的影响.研究结果表明,挤压态Zn-Mn二元合金发生完全动态再结晶.在相同的Mn质量分数下,随着挤压速度的提高,Zn-Mn二元合金的强度上升、塑性下降,平均晶粒尺寸增加.晶粒尺寸和第二相是影响Zn-0.3Mn和Zn-0...     

成形工艺对快速凝固Al—Cu—Mg合金组织和性能的影响

采用自制离心雾化装置制取了快速凝固LY12硬铝合金粉末,研究了以该粉末制成的真空热压件和挤压丝材的组织和性能。结果表明,所得粉末为泪滴状,其显微组织为树枝状晶和胞状晶。真空热压件密度高时所对应的强度高。450℃、10min、150MPa为较合理的工艺,此时粉末颗粒间结合密实,晶粒尺寸没有明显改变。在500℃热挤压时,挤压丝的组织已发生了再结晶,晶粒尺寸仍较细小。挤压丝材的抗拉强度达460MPa,其断口为韧窝状,韧窝尺寸小于3μm,且分布均匀。     

挤压温度对高硅铝合金材料组织与性能的影响

针对应用广泛的低密度．低膨胀、高热导、高比强的高硅铝合金，采用空气雾化水冷与真空包套热挤压工艺相结合的方法，制备了Al-30Si与Al-40Si过共晶高硅铝合金材料，并通过金相微观组织分析、力学性能检测及拉伸试样断口扫描，研究了不同热挤压温度对合金的组织形貌与性能的影响。结果表明：所制备的高硅铝合金材料组织十分细小且Si相均匀弥散分布，随着挤压温度的升高，硅相晶粒增大，挤压温度在370℃～490℃范围内，硅晶粒长大不十分明显，但超过此温度区间有一个明显长大的过程；抗拉强度随挤压温度的升高、合金中Si含量的增加及原始粉末粒度的增大而下降；随着挤压温度的升高，合金材料的断裂方式由韧性断裂方式过渡到韧性与脆性共存的混合断裂方式。     

FGH4102粉末高温合金等温热模拟压缩试验及动态再结晶组织研究

本文研究了新型第四代粉末高温合金FGH4102在等温热模拟压缩过程中的组织演变,对γ′相在动态再结晶过程中的作用进行了探讨。结果表明,热等静压态合金在1060~1120℃温度范围变形时,热加工性能较好。1140℃变形后试样容易发生开裂,合金热加工性能较差。合金在γ+γ′两相区变形时均发生了不同程度的动态再结晶,再结晶晶粒尺寸远小于热等静压态的晶粒尺寸。变形过程中,尺寸较大的γ′相起到促进动态再结晶的作用。变形参数对动态再结晶的影响非常显著。低温高应变速率变形时,γ′相促进动态再结晶形核占主导地位,再结晶晶粒比较细小;高温低应变速率变形时,晶粒长大逐渐占据主导地位,再结晶晶粒尺寸较大。     

新型粉末高温合金多火次等温锻造过程中晶粒细化机制

为探索多火次等温锻造对新型粉末高温合金晶粒细化的影响, 本文对实验合金进行了每火次变形量40%左右的三火次等温锻造, 采用商用有限元软件DEFORM 2D模拟锻造过程中的等效应变分布图, 采用电子背散射衍射技术对各火次后的锻坯进行显微组织观察和分析.研究表明: 等温锻造过程中, 锻坯轴向剖面大致分为三个区域, 位于上、下两端面附近的Ⅰ区变形量最小, 位于两侧附近的Ⅱ区次之, 位于剖面中心的Ⅲ区变形程度最大.经过三火次等温锻造后, 锻坯Ⅱ、Ⅲ区再结晶充分, 获得等轴细晶组织, 平均晶粒尺寸2~3 μm.然而Ⅰ区形成再结晶不完全的"项链"组织, 在变形晶粒周围分布大量细小的再结晶晶粒, 变形晶粒内小角度晶界含量较多, 位错密度较高.通过对三火次后的锻坯进行合适的热处理, Ⅰ区"项链"组织得到细化, Ⅱ、Ⅲ区组织发生晶粒长大, 整个盘坯为较均匀的细晶组织, 平均晶粒尺寸为6~8 μm.      

时效处理对粉末高温合金惯性摩擦焊接头室温拉伸行为的影响

对惯性摩擦焊扩散连接的FGH96合金试样经时效处理前后的室温拉伸行为进行了研究,并对其失效机制进行了评估。结果表明,对于焊接态（原状态）FGH96合金试样,由于焊缝区和热影响区的γ′相综合强化效果弱,晶界平直化,导致焊缝区和热影响区的强度低于基体,在室温拉伸过程中塑性应变量大;由于热影响区的晶粒尺寸大,晶界强化效果弱,且位错强化效果低于焊缝区,使热影响区成为整个试样强度的最薄弱区域,裂纹从该处萌生,断口表现出一定的塑性特征。对于时效处理后的FGH96合金试样,由于γ′相的粗化,强化相体积分数的提高,及γ′/γ之间错配度的增加,提高了γ′相的综合强化效果,使焊缝区和热影响区的强度较焊接态试样显著提高,并高于基体,在室温拉伸过程中基体的塑性应变量相对较大。连续或半连续析出的M₂₃C₆型碳化物弱化了焊缝区晶界的结合强度,导致试样从该处断裂,并出现了脆性断裂的特征。显微硬度的测试结果较好验证了焊接态和时效态试样强度的分布情况。     

热变形对FGH96高温合金原始颗粒边界的影响

通过Gleeble-1500热模拟试验机对热等静压成形FGH96高温合金进行热压缩试验,其中温度为1075℃,变形速率为0.001 s-1,变形量为70%。利用场发射扫描电镜、透射电镜和电子能谱研究了合金原始颗粒边界（prior particle boundary,PPB）的组成,讨论了原始颗粒边界在FGH96高温合金再结晶过程中的作用,并分析了合金热变形对原始颗粒边界的影响。结果表明:热等静压成形FGH96高温合金中的原始颗粒边界主要由Ti的碳化物和γˊ相共同组成;原始颗粒边界对合金热变形再结晶形核起促进作用,对晶粒长大起阻碍作用;合金热变形可以改善原始颗粒边界在组织中的分布,从而使晶粒长大过程顺利进行。     

FGH96镍基粉末高温合金氧化物夹杂的计算机断层扫描研究

利用计算机断层扫描技术（computed tomography，CT）研究了FGH96镍基粉末高温合金内部Al₂O₃、SiO₂及莫来石三种氧化物夹杂对不同工艺（热等静压工艺、热等静压+热挤压+等温锻造工艺及热等静压+等温锻造工艺）的敏感程度。结果表明:热等静压+等温锻造工艺能显著减小Al₂O₃夹杂物的尺寸和其在合金中的含量，采用热等静压+热挤压+等温锻造工艺最能有效减少SiO₂夹杂物在合金中的含量，而莫来石夹杂对热等静压+热挤压+等温锻造工艺和热等静压+等温锻造工艺均较为敏感，且两种工艺对莫来石夹杂的作用效果类似。夹杂物在实际盘件中呈油饼状，极大地恶化了合金低周疲劳性能，且夹杂物越接近试样表面，试样的低周疲劳性能恶化越显著。热等静压+等温锻造工艺对减小三种夹杂的尺寸均有良好效果，这为人们选取合适工艺消除合金中氧化物夹杂提供了重要参考。     

C元素对FGH96粉末高温合金显微组织和力学性能的影响

对C质量分数分别为0.05%和0.09%的FGH96合金进行了显微组织和力学性能的分析。结果发现:C元素含量较高时,除了碳化物数量明显增多外,还会在晶界处形成较大尺寸的块状MC碳化物;但是,C元素含量并未对原始颗粒边界(prior particle boundary,PPB)、晶粒度及γ′相产生明显的影响。C元素含量较高会提高FGH96合金在650℃时的抗拉强度和屈服强度,但会降低其塑性。在低周疲劳试验中,C元素含量较高,形成的大块MC型碳化物分布于表面或亚表面,将会作为裂纹起源从而显著降低合金的低周疲劳性能。     

Research on novel cast and wrought superalloy FGH4096 for aircraft turbine disk applications

The ingot metallurgy of electro- slag remelting continuous directional solidification(ESR- CDS) followed by multiple forging and isothermal forging, a novel cast and wrought(C&W) routes for preparation of FGH4096 turbine disk, was developed to solve the difficulties of microstructure controlling, the macro- segregation, poor processing of ingot with high alloying element used for the turbine disk of advanced aircraft engine. From aspects of ingot microstructure characteristics, hot working plasticity, microstructure controlling, mechanical properties and strengthening mechanisms, the preparing processes of C & W superalloy FGH96 turbine disk were studied. The formation of bulk ?? phase, borides phase and carbonitride strips can be avoided by the directionally solidified ingot, which resulted in excellent hot working plasticity. Multiple forging was applied to achieve the homogeneity of microstructure. The grains are fine in different parts of the billet, and the deformation dead zone can be eliminated. The mean grain size for alloy billet is close to ASTM 9-10. Because of the fine grains and the homogeneity of microstructure, the ultra- inspection capability for disk forging can be significantly improved. With the increase of solution temperature, the yield strength decreases. Under sub- solvus temperatures, the creep resistance decreases with the increase of solution cooling rate. The micro- twining shearing is the main creep deformation mechanism for the samples from disk rim.     

氩气雾化法制备FGH96高温合金粉末颗粒的凝固组织

利用扫描电镜(SEM)对氩气雾化(argon gas atomization,缩写AA)工艺制备的FGH96高温合金原始粉末颗粒的粘结形式、凝固组织、表面和内部形貌及其形成机理进行研究.结果表明:AA法制备的FGH96合金粉末,在颗粒尺寸d≥40 μm时,颗粒之间出现凸起式粘结、包覆式粘结以及葫芦式粘结,其中凸起式粘结...     

Microstructure Characterization and Mechanical Properties of FGH 95 Turbine Blade Retainers

FGH 95 is a powder metallurgy (P/M) processed superalloy,which was developed in the 1980s in China.One of the applications of FGH 95 was high pressure turbine blade retainers.The manufacturing processes used to produce FGH 95 blade retainers consisted of atomization by plasma rotating electrode process (PREP),hot isostatic pressing (HIP) at super-solvus temperature and a sub-solvus solution heat treatment.The material had an equiaxed grain structure (ASTM 6.5-7.5).The γ′ precipitates in as-HIP FGH 95 showed a tri-model distribution.Carbides in the alloy were MC type and precipitated at grain boundaries.The prior particle boundaries (PPB) in the material originated mainly from γ′ phase.Statistics of the mechanical properties data from batch production of the FGH 95 blade retainers were investigated.The as-HIP FGH 95 blade retainers showed high strength at room temperature and 650 ℃,excellent creep resistance and outstanding stress rupture strength at 650 ℃.