夹杂物对FGH95粉末高温合金切削加工力学特性的影响

FGH95粉末高温合金作为一种高强度、高耐热性的镍基高温合金,常用在制造先进航空发动机的压气机盘、涡轮盘、涡轮轴以及涡轮盘挡板等高温承力转动部件,是一种典型的难加工材料.FGH95粉末高温合金中非金属夹杂物的成分、含量、分类、形貌对粉末高温合金材料性能有着重要的影响.从切削加工角度,采用力学分析和显微镜观察的方法研究了FGH95粉末高温合金中非金属夹杂物对切削加工刀具的影响,分析了切削加工时非金属夹杂物的力学特性,提出了夹杂物在切削加工过程中的变形机理.     

夹杂物对FGH96合金低周疲劳寿命的影响及寿命预测

本文通过人工植入Al2O3 和SiO2夹杂物的方法,制备含不同尺寸夹杂物的FGH96合金低周疲劳试样,在650℃下进行不同应变幅的低周疲劳试验,对试样断口进行观察、统计分析,定量分析了夹杂物的尺寸、位置、种类和外加载荷应变幅对低周疲劳寿命的影响,建立了夹杂物特性与低周疲劳寿命的关系。结果表明,应变幅为0.8%,疲劳源区以内部夹杂物为主;当应变幅为0.9%时,疲劳源区为表面夹杂物和不含夹杂物的试样表面的占比增大;当应变幅为1.0%和1.2%时,疲劳源区全部为不含夹杂物试样表面;随应变幅自0.8%增至1.2%,源区位置逐渐由内部夹杂物向表面夹杂物、不含夹杂物的试样表面转移。在应变幅为0.8%时,建立了内部和表面夹杂物面积与低周疲劳寿命的定量关系式,研究了夹杂物种类对低周疲劳寿命的影响,在一定夹杂物尺寸范围内,SiO2夹杂物比Al2O3夹杂物对低周疲劳寿命危害更大,其原因在于SiO2夹杂物周围由于γ’相贫化区的存在而产生的粗大晶粒降低了合金的低周疲劳寿命,同时,研究了夹杂物距试样表面距离与低周疲劳寿命的关系。     

夹杂物对FGH96合金低周疲劳寿命的影响

通过人工植入夹杂物的方法,制备含不同尺寸Al2O3和SiO2夹杂物的FGH96合金低周疲劳试样,在650℃下进行不同应变幅的低周疲劳试验,对试样断口进行观察、统计分析,定量研究了夹杂物的尺寸、位置、种类和外加载荷应变幅对低周疲劳寿命的影响,建立了低周疲劳寿命与夹杂物特性的关系.结果 表明,应变幅为0.8％时,疲劳源区以...     

粉末冶金高温合金FGH97的低周疲劳断裂特征

研究了粉末冶金镍基高温合金FGH97在650℃,30—980 MPa,1 Hz实验条件下的低周疲劳断口的宏观及微观特征,裂纹源的类型及其形貌特征,以及裂纹源的位置、缺陷类型、形状和尺寸对低周疲劳寿命的影响.结果表明,在本次实验条件下该合金的低周疲劳寿命均超过了5000 cyc;统计得出,低周疲劳断口裂纹源在表面的试样占23%,在亚表面的占47%,在试样内部的占30%;裂纹源分平台、粉末颗粒、夹杂物3种类型,其中平台类型约占5%,粉末颗粒间断裂占15%,夹杂物占80%.由统计分析和计算得出,不同类型裂纹源对疲劳寿命的影响程度不同:夹杂物最严重,其次为异常粉末颗粒,再次为局部塑性变形.     

基于损伤力学的含夹杂粉末高温合金FGH96低周裂纹萌生寿命预测

研究FGH96粉末高温合金中夹杂物对低周疲劳寿命的影响,提出基于损伤力学理论的低周裂纹萌生寿命预测模型,在建立损伤演化方程后提出损伤表征参数.对含夹杂物和不含夹杂物的粉末高温合金试样在530℃和600℃下进行疲劳试验,并对具有椭圆形、半椭圆形、多边形和条形表面/亚表面夹杂物的试样进行模型验证,然后通过有限元模拟进行应力...     

粉冶高温合金FGH95相析出的研究

本文研究了粉冶镍基高温合金FGH95经1200℃-1h冰水冷或1120℃—1h吹风冷固溶处理后于中温区(650℃—950℃)时效产生相的析出情况。其研究结果为FGH95的热变形和热处理工艺提供了重要的依据。     

不同工艺对FGH95合金力学性能的影响

通过在零件上取小试样进行拉伸及拉-拉疲劳性能测试,分析研究热等静压+挤压+等温锻（EX）及直接热等静压（HIP）两种工艺在模拟服役条件下对FGH95合金力学性能的影响。结果表明,EX试样抗拉强度的稳定性高于HIP试样。从线性回归应力寿命（S-N）曲线中可以得到,在给定的循环载荷条件下,EX试样失效前承受的循环次数更多,分散性更小。断口断裂特征表明,EX工艺条件下合金以塑性断裂机制为主,而HIP工艺条件下以脆性断裂机制为主。     

镍基粉末冶金FGH95高温合金的拉伸及低周疲劳性能研究

在420～650℃的温度范围内,研究了PM FGH95高温合金在应变率0.0001～0.01 s-1范围内的拉伸性能及在不同应力比R=-1及R=0下的低周疲劳性能.拉伸试验结果表明:在此温度范围内,应变率对弹性模量、拉伸屈服强度及塑性模量的影响可以忽略不计;并且应变率自0.0001 s-1增大至0.01 s-1时,弹性模量、拉伸屈服强度及塑性模量受温度的影响也不明显.PM FGH95合金受材料微结构的影响很大,材料含有的微缺陷对其力学性能有非常不利的影响.LCF试验结果表明:PM FGH95合金是循环硬化材料.当应力比R=-1时,温度对LCF寿命的影响很小;但在应力比R=0时,LCF寿命受温度的影响很大,且随着温度的增加材料的低周疲劳寿命减小.SEM断口扫描发现,断裂表面有很多的解理面,但没有疲劳条带,且此断裂模式下没有明显的塑性变形,所以FGH95合金的低周疲劳寿命几乎是由裂纹萌生阶段决定的.     

FGH95高温合金的静态再结晶机制

对热等静压FGH95合金高温挤压形变后的试样进行静态再结晶处理,讨论了其再结晶形核机制及γ′相对再结晶过程的影响。 结果表明： 合金在γ′相几乎完全溶解温度以上再结晶时, 形核以应变诱发晶界迁移机制进行, 而在γ′相大量存在的温度范围内则是以亚晶粗化形核机制进行; γ′相的分解速率对再结晶速率有重要影响,随再结晶温度的升高, γ′相分解速率加快, 再结晶激活能减小, 再结晶速率加快, γ′相分解后以同步或不同步方式重新析出。     

FGH95合金铸锭均匀化处理工艺研究

采用热处理和等温压缩两种工艺对FGH95合金铸锭的均匀化处理进行了研究,分析了FGH95合金铸锭均匀化处理前后的枝晶组织变化及微区成分变化.结果表明FGH95合金铸锭存在严重的枝晶偏析,经1 170℃×20h均匀化处理或在1 150℃等温压缩70%后,合金铸锭的组织和成分达到均匀化,铸锭内的枝晶偏析得以消除,并且1 150℃等温压缩70%工艺比1170℃×20h工艺所得的组织更加细小,晶粒平均尺寸约为85.28μm.     

因瓦合金异质材料焊接工艺的研究

研究了因瓦合金异质材料焊接工艺,通过试验选择了理想的异质焊接材料EZNiFe-1,并且对其焊缝进行了力学性能试验,并制定了合理的焊接方案,最终成功地保证了焊缝的低膨胀特性.     

管线钢疲劳裂纹扩展速率与疲劳寿命关系的研究

通过对管线钢表面缺陷的断裂力学分析,建立了用管线钢的疲劳裂纹扩展数据估算含初始缺陷的管道在运行条件下的疲劳寿命的数学计算方法．用该方法计算了6种管线钢在给定运行条件下的疲劳寿命,并进行了模拟实际条件的疲劳实验,表明管线钢疲劳寿命的计算值与实验值之间存在良好的线形关系,即在疲劳裂纹扩展实验结果的基础上,计算管线钢在实际运行条件下的疲劳寿命是可行的．同时讨论了管线钢的组织对其疲劳性能的影响．     

硅酸钠对铝合金的缓蚀作用及对腐蚀疲劳寿命的影响

采用电化学极化曲线方法和扫描电子显微镜观察研究了硅酸钠对ＬＹ１２硬铝合金在３．５％氯化钠溶液中的缓蚀作用。通过腐蚀疲劳实验研究了硅酸钠对硬铝合金在氯化钠溶液中的腐蚀疲劳（ＣＦ）寿命及腐蚀疲劳裂纹扩展（ＣＦＣＰ）的影响。实验结果表明,硅酸钠的浓度对铝合金的缓蚀作用有很大的影响,硅酸钠的加入可提高铝合金在氯化钠溶液中抗点蚀的能力及腐蚀疲劳寿命。这样作用主要是通过抑制铝合金的点蚀,减少裂纹源来实现的,但     

无损检测可靠性与裂纹形成寿命探讨

检测方法的可靠性直接影响结构疲劳裂纹形成寿命估计值,提出一种利用的无损检测（ＮＤＴ）可靠性理论对疲劳试验结果进行修正的方法。     

预热处理对FGH95高温合金粉末中碳化物的影响

对等离子旋转电极雾化(PREP)FGH95高温合金粉末颗粒在不同温度下进行预热处理,并对热处理粉末中碳化物的变化规律进行分析,结果表明：经预热处理,粉末颗粒中的MC′型亚稳碳化物发生分解和转变,析出稳定的MC,M23C6及M6C型碳化物,明显改变碳化物的稳定性和分布状态。     

拉伸法评价钎料/金刚石单晶颗粒的界面结合特性

钎料／金刚石单晶颗粒界面结合特性的评价及结合强度的测定是金属结合剂金刚石工具研究和应用中的关键性问题。根据这方面研究工作的现状,本文提出一种新的测试方法,即采用单层金刚石颗粒平面紧密排布方式将金刚石单晶颗粒通过钎料与基体钎焊,制备拉伸试样,通过拉伸试验测得钎焊单层金刚石颗粒与基体的结合强度,再结合断口的微观分析对钎料／金刚石单晶颗粒的界面结合特性进行评价。     

硬质合金拉丝模的几何形状与使用寿命的关系

从力学角度分析了硬质合金拉丝模最小变形功与拉丝模工作半角α的关系 ,模孔壁表面压力 Km与 α和减面率 γ的关系 ,拉拔力 P与 α的关系 ,研究了模孔壁压力对拉丝模寿命的影响 ,提出了拉拔力最小时的最小工作锥半角α。     

TiN夹杂物对690合金管在高温高压水中的腐蚀和应力腐蚀行为的影响

利用TEM和SEM观察了690合金管中TiN夹杂物的存在形式及其分布状态,通过高温高压电化学实验和应力腐蚀浸泡实验研究了690合金管在高温高压水溶液中的腐蚀和应力腐蚀行为.TiN是690合金管中一种主要的夹杂物,随机分布在奥氏体基体中.模拟压水堆核电站一回路水化学条件的高温高压电化学实验及能谱测试表明,点蚀优先发生在690合金管中含Ti夹杂物处.高温高压含Pb碱溶液中的应力腐蚀浸泡实验显示,690合金管表面的TiN和基体结合处的基体侧是优先发生腐蚀的位置,分布在晶界上的TiN和基体结合处发生腐蚀后容易导致局部应力集中,从而诱发沿晶应力腐蚀开裂.     

以Zener—Hollomon参数表示的GH169合金的本构关系

根据ＧＨ１６９合金在Ｔｈｅｒｍｅｃｍａｃｓｔｏｒ—Ｚ型热加工模拟试验机上进行等温恒应变速率压缩试验数据提出一种以Ｚｅｎｅｒ—Ｈｏｌｌｏｍｏｎ参数（简称Ｚ—Ｈ参数）表示，从而可以直接研究该合金锻造热力参数的本构关系：其中Ｚ为Ｚ—Ｈ参数；Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３均为等效应变的函数。在绝大多数情况下，计算结果与实验数据的误差不超过７％。对ＧＨ１６９合金锻造过程用有限元法进行数值模拟时，采用本文提供的本构关系将使公式推导过程简化，计算时间大幅度减少。     

含铬低合金钢在海水全浸腐蚀过程中逆转机理的研究

通过含铬低合金钢的实海全浸试验和腐蚀试样锈层的分析研究,针对含铬低合金钢在海水全浸腐蚀中产生的“逆转”现象,应用电化学原理,提出了含铬低合金钢在海水腐蚀时的微电池腐蚀机理模型,较好地解释了这种“逆转”现象和实验结果。