抽拉速率对DD6单晶高温合金凝固组织的影响

研究了不同的抽拉速率对第二代单晶高温合金DD6凝固组织的影响.结果表明,随抽拉速率的增加,DD6合金凝固界面由粗枝状组织向细枝状组织演变,枝晶干和枝晶间的γ'相尺寸减小,且枝晶间γ'相的形状越来越趋向于规则的立方体形状,γ-γ'共晶含量增加,粗大的初生γ'相减少.     

一种镍基单晶高温合金凝固组织的截面尺寸效应

采用快速凝固法拉制壁厚分别为0.8,1.5,2.5mm的单晶薄壁试样,研究了一种镍基单晶高温合金凝固组织的截面尺寸效应.结果表明:随截面尺寸减小,不同厚度薄壁试样凝固组织一次枝晶间距减小,二次枝晶间距先增大后减小;相对于15mm试样,薄壁试样枝晶干处γ′相尺寸变小,枝晶间γ′相尺寸变化不大,γ/γ′共晶含量明显减少.能谱分析表明不同厚度薄板试样元素偏析程度相对于15mm试样均得到一定缓解,但各不同厚度试样元素偏析变化不大.对三种厚度薄板试样进行真空固溶热处理后发现共晶已基本消除,而15mm试样还残留少量共晶.     

单晶凝固组织的样品尺寸效应

通过对不同直径的单晶样品的凝固实验，研究了样品尺寸对单晶凝固组织的影响规律，研究发现，随样品尺寸减小，单晶凝固组织被细化，尤其一次枝晶间距λ1和枝晶间γ′相尺寸对样品尺寸的依赖性更为明显；样品尺寸影响的要质在于此表面积的变化，进而对凝固过程温度梯度产生影响，最终作用于凝固组织和力学性能，一次枝晶间距λ1和枝晶间γ′尺寸与样品的比表面积近拟呈线性关系，样品尺寸变化，明显改变了单晶生长过程的温度梯度和合金的高温持久寿命。     

两种型壳温度对DD9单晶涡轮叶片凝固组织的影响EI北大核心CSCD

为了研究1500℃和1540℃两种型壳温度对第三代单晶高温合金DD9叶片截面凝固组织的影响,采用光学显微镜、扫描电子显微镜对叶片典型截面凝固组织进行分析。结果表明:随着型壳温度的增加,DD9单晶涡轮叶片凝固组织的枝晶花样呈细小趋势,二次枝晶呈发达趋势。相同型壳温度下,叶片叶身部位的枝晶比榫头部位的枝晶更细小。随着型壳温度的增加,枝晶干和枝晶间的γ′析出相尺寸和分散度均减小,并且γ′析出相尺寸分布遵循正态分布规律。相较枝晶间区域,枝晶干区域的γ′析出相的平均尺寸减小了61%。相同型壳温度下,叶片叶身部位的γ′析出相尺寸比榫头部位的γ′析出相尺寸更细小。与截面积变小相比,提高型壳温度会使γ′析出相变小更显著。随着型壳温度的增加,γ-γ′共晶尺寸和含量减小,γ-γ′共晶组织呈葵花状和光板状两种形貌特征。     

镍基高温合金超细定向柱晶的凝固特性

本文采用超高梯度快速定向凝固装置研究了镍基铸造高温合金 K405超细定向柱晶的凝固特性。试验结果表明,当温度梯度为660K/cm 和凝固速率为760μm/s时,可获得超细柱晶体,其一次、二次枝晶间距λ_1和λ_2分别小于25μm 和10μm;Cr,Al,Ti,W,Co 等元素的偏析比均趋近于1;γ′相分布均匀,(γ+γ′)共晶基本消除,MC 碳化物呈点状和小条状沿一次枝晶轴方向均匀分布于枝晶间。     

凝固速率对IN718合金定向凝固组织和偏析行为的影响

采用LMC高梯度定向凝固和微观分析方法,研究了不同凝固速率下IN718合金的凝固组织和偏析行为。结果表明,随着凝固速率的提高,凝固界面由胞晶转为枝晶;一次胞/枝晶间距在凝固速率为20μm/s时提高到最大值257μm,随后逐渐降低,二次枝晶间距明显细化,溶质分配比也随凝固速率的增加而减小。同时,凝固速率增加使糊状区枝晶骨架的渗透性减小,增大了对液体流动的阻碍作用。     

浇注温度对DD6单晶高温合金凝固组织的影响

研究了浇注温度对第二代单晶高温合金DD6凝固组织的影响.结果表明,随着浇注温度的降低,DD6合金的一次枝晶间距稍有增加,枝晶干与枝晶间γ′相尺寸略有增大,γ-γ′共晶相尺寸增加,共晶含量略有减少,合金中主要元素偏析明显减轻.     

快速凝固Ni-Mo-Cr-B合金粉末的显微组织

运用 X 光,金相和透射电镜等显微分析技术观察分析了快速凝固 Ni-Mo-Cr-B 台金粉未的凝固组织,研究结果表明,粉未尺寸由大到小,其组织经历了共晶、枝晶,胞晶和非晶等一系列演变,高硼含量有助于非晶形成。     

定向凝固条件下Al-35%La过共晶合金的组织演变

在常规凝固条件下,Al-35%La过共晶合金可形成周期性双相枝晶组织,这种组织类似于带状组织,即其中枝晶的成分沿生长方向是周期性变化的。为了研究这种组织的形成条件,采用定向凝固技术研究了凝固速度对Al-35%La合金形貌特征的影响。结果表明:在不同凝固速度条件下,Al-35%La合金均形成周期性双相枝晶组织;同时发现:随着凝固速度的提高,初生相Al11La3呈现从周期性双相胞晶→周期性双相枝晶→周期性双相细胞晶的演变规律。在此基础上,讨论了这些组织形态的形成机理。     

定向凝固Cu-Cr自生复合材料的微观组织演变

为了研究定向凝固Cu-Cr自生复合材料的微观组织构成及其在不同凝固速度条件下的组织演变,在高梯度定向凝固装置上制备了Cu-1.0%Cr、Cu-1.7%Cr(质量分数)两种成分的Cu基自生复合材料,采用金相显微镜、扫描电镜以及能谱分析进行了微观组织观察和相的成分分析.研究表明:Cu-1.0%Cr亚共晶合金定向凝固组织为初生α相和棒状(或针状)共晶体(α β)的混合组织;Cu-1.7%Cr过共晶合金为α相、初生β相和共晶(α β)的混合组织;随着凝固速度的提高,α相一次胞(枝)晶逐渐细化,晶间距逐渐减小;共晶体(α β)分布在α相胞(枝)晶间,起到强化基体的作用;初生β相呈颗粒状不均匀地分布在α相基体上.     

工艺参数对脉冲等离子弧增材制造IN738 LC合金组织与性能的影响

采用脉冲等离子弧增材制造技术在不锈钢基板上增材制造IN738LC合金试样.通过调整峰值电流、占空比、焊接速度等参数,研究相同热输入条件下,不同工艺参数对成形层组织与性能的影响.采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析、显微硬度测试等表征手段对成形层的晶粒形貌、析出相种类、尺寸及分布、力学性能进行了表征,同时结合凝固过程模拟讨论了稀释率对相析出行为的影响.结果表明,成形层组织主要有等轴枝晶、柱状枝晶和胞状枝晶,在枝晶间有大量颗粒状或短棒状碳化物;当稀释率较低时,组织中出现少量γ'相,显著提升了成形层的显微硬度.     

溶质对流对SCN-5%ETH模拟合金垂直向上生长的影响

采用实时观测装置和定向凝固系统研究了SCN-5%ETH(succinonitrile-wt%ethanol,wt%表示质量分数)模拟合金的垂直向上生长过程。实验结果与水平定向生长的SCN-5%ETH模拟合金的胞晶组织,枝晶组织以及枝晶间距比较发现,胞晶垂直向上生长引起的溶质对流减小了胞晶的尖端半径,使胞晶组织呈现尖端尖细的形态;枝晶垂直向上生长时,二次枝晶臂生长速度减小,枝晶一次间距和二次臂长度也减小,并且减小幅度随着界面推移速度的增大而减小,枝晶二次间距和水平定向生长时相比有较小幅度的增大。     

温度梯度对Ti-45Al合金定向凝固组织演化影响的数值模拟

采用基于溶质扩散控制模型结合CA方法对Ti-45Al合金定向凝固过程中温度梯度对显微组织演化影响进行了数值模拟.模拟结果表明,随着温度梯度增加,凝固形态经历了树枝晶→胞/枝混合结构→粗胞晶→细胞晶→超细胞晶的转变,而一次胞/枝晶臂间距随着凝固组织变化不断减小.此外,温度梯度很高时,固液界面处溶质富集程度很小,界面处出现溶质截流.     

熔体保温时间对含铝Monel合金组织与性能的影响

通过OM,SEM,TEM和HB-3000布氏硬度计研究了在真空下,熔体保温时间对含铝Monel合金组织与性能的影响.结果表明,在不同的熔体保温时间下,含铝Monel合金组织均由树枝晶状的γ初晶和γ'相组成.其中γ'相有2种存在形式,一种为在枝晶干上单个颗粒弥散分布的γ1相和成花瓣状分布在枝晶干与枝晶间过渡区的γ'相;另一种为枝晶间的离异共晶γ'相.随着熔体保温时间的延长,树枝晶状的γ初晶先细化后粗化,二次枝晶臂间距先减小后增大,枝晶间的共晶γ'相先增多后减少,且弥散于枝晶干上的γ'相的直径先减小后增大;同时,随着熔体保温时间的延长,含铝Monel合金的布氏硬度先增大后减小.当熔体保温时间为60 min时,合金组织中树枝晶较细小,枝晶间的共晶γ',相较多,枝晶干上的γ'相直径较小,合金的布氏硬度较大.     

凝固速度对奥氏体不锈钢定向凝固组织及其固液界面稳定性的影响

本文研究了凝固速率对1Cr18Ni9Ti不锈钢定向凝固组织及其固液界面稳定性转变规律的影响.结果表明,在某特一定的温度梯度下,随着凝固速度的增加,定向凝固的固液界面由平面转变为胞状晶,再转变为树枝晶.研究发现,随着凝固速率的增大,定向凝固组织枝晶形貌逐渐细化,枝晶间距减小.     

激光立体成形Rene88DT镍基高温合金沉积态组织研究

目的基于激光立体成形(Laser Solid Forming, LSF)过程中所存在的近快速凝固特性,以Rene88DT合金为研究对象,考察激光立体成形Rene88DT沉积态微观组织特征和相形成规律。方法通过LSF技术制备Rene88DT镍基高温合金单道沉积试样,采用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)对组织进行观察,并用能谱仪(EDS)对试样中的析出相及微区成分进行分析。结果激光立体成形Rene88DT合金沉积态组织主要由沿趋于平行沉积方向生长的γ柱状晶组成,由于枝晶偏析的存在,以富Nb为主的块状MC碳化物以及板条状η(Ni_3Ti)相于枝晶间区域析出。随着沉积高度的增加,一次枝晶臂间距有所增大,二次枝晶臂逐渐发达,同时,γ'相体积分数和尺寸逐渐减小,沉积层的硬度相应降低。结论尽管激光立体成形熔池凝固已属于近快速凝固范围,熔池凝固过程中,溶质原子同样易于在晶界处形成偏聚,导致晶界弱化,在成形热应力作用下易形成沿晶裂纹。     

单相凝固亚结构的特征尺度与形态转变

从定向凝固界面形的非稳态分析出发，对单相凝固亚结构的几个特征尺度包括平界面失稳初始扰动波长、胞晶间距、枝晶一次间距、枝晶尖端半径及二次间距与两有态转变即胞枝转变和高梯度绝对稳定性进行了实验研究和理论分析。     

Al-4％Cu合金定向凝固枝晶／胞晶转变速率的研究

通过实验和理论对比研究Al-4%(质量分数)Cu合金定向凝固胞晶/枝晶转变过程,得到胞晶/枝晶转变发生在尖端半径变化的拐点处。采用KGT模型与非平衡效应研究与胞晶/枝晶转变过程相对应的高速枝晶/胞晶转变特征。结果表明:尖端半径和界面温度均随抽拉速率的增加而减小,到达临界值后又急速增大。枝晶/胞晶转变发生在尖端半径和界面温度的拐点处,即在尖端半径和界面温度最小时发生转变;溶质截留在枝晶/胞晶转变过程中作用明显,大大减小了微观偏析。     

不同定向凝固速率下Cu-2.5％Cr合金中带状组织的形成机理

利用OM、SEM和EDS研究了定向凝固速度对Cu-2. 5%Cr合金中带状组织形貌和成分偏析的影响,并对不同形态的带状组织的形成机制进行了分析。结果表明:在5～50μm/s的定向凝固速率下,Cu-2. 5%Cr合金会产生平界面与共晶、胞状组织与共晶、柱状树枝晶与共晶三种不同形态的带状组织。这是由于凝固速率达到了平/胞转换临界速率以及胞/枝转换临界速率。带状组织的形成伴随着大量的溶质扩散与偏析,随着定向凝固速率的增大,带状组织中成分偏析增大,且带状组织愈加清晰。     

强脉冲磁场中Al-Cu共晶定向凝固组织的演变

脉冲磁场作用于Al Cu共晶凝固的界面,研究了定向凝固组织的演变.随着脉冲磁场强度的提高,Al-Cu共晶定向凝固组织经历了由规则柱晶到破碎枝晶、粗化枝晶到重新规则化柱晶三个演化阶段;在重新规则化柱晶试样中,共晶片层间距减小,晶团间富铜相析出明显.将感生电势场与溶质扩散场相耦合,分析了脉冲磁场对凝固界面稳定性的影响,发现强脉冲磁场在金属熔体引起感生电势场效应,在凝固界面前沿诱发具有振荡特征的电致迁移,从而促进晶间扩散和减小成分过冷区域.