热处理工艺对DD6单晶高温合金组织的影响

以DD6单晶高温合金为对象,研究了不同热处理工艺对其微观组织的影响。结果表明,DD6单晶高温合金中二次γ'相的析出位置在基体通道中。冷却速度对二次γ'相有很大影响,一次γ'相的尺寸受冷却方式的影响不大。经过二次时效处理后,二次γ'相被溶解。     

恢复热处理对K403镍基高温合金组织与性能的影响

对涡轮叶片用典型材料镍基高温合金K403进行应力时效模拟使用后的叶片,再对其进行恢复热处理。采用扫描电镜和力学测试设备对铸态试样、预先应力时效试样和恢复热处理试样的微观组织与力学性能进行了测试分析。结果表明,不同时间预先应力时效K403合金试棒经恢复热处理以后,微观组织中的γ′强化相明显细化,形貌接近立方,恢复热处理试样的高温抗拉强度和高温持久寿命都优于未经处理的合金试棒。预先应力时效时间越长,恢复热处理后合金试棒的高温持久寿命提高率越高。     

热处理对新型镍钴基高温合金组织及硬度的影响

利用CALPHAD方法设计了3种不同(W+Ta)含量的新型镍钴基高温合金,并根据平衡相图确定合金固溶及时效处理制度。利用OM、SEM以及EDS等手段对新型镍钴基高温合金热处理后的微观组织特征进行了分析。结果表明,3种镍钴基高温合金,铸态组织均由γ相、γ′相、γ+γ′共晶组织及碳化物组成,γ+γ′共晶组织呈放射状。经固溶处理后,铸态一次γ′相完全消除,800℃时效后析出三次γ′相。随着时效时间的增加,合金中γ′相尺寸增大,合金的硬度也呈上升趋势,但W+Ta含量高的合金在800℃时效析出的γ′相发生了分裂,硬度先增加后减少。     

熔体过热处理对M963合金组织和高温持久性能的影响

对M963合金熔体进行了过热处理并在1248K／225 MPa条件下测试了其持久性。结果表明，随熔体过热温度的升高，铸态组织中的初生MC碳化物不断细化和均匀分布，合金的持久断裂寿命和塑性明显提高，但温度高达2023K的熔体过热处理，使合金中的气体含量升高，导致显微疏松增加，持久性能降低。在1923K温度下进行熔体过热处理，可使M963合金在1248K／225MPa条件下的持久寿命和持久塑性同时提高一倍以上。     

热处理对M963合金显微组织和拉伸性能的影响

研究了不同热处理工艺对M963合金显微组织和拉伸性能的影响。结果表明，经1210℃，4h空冷固溶处理后，合金的强度升高，但塑性降低，尤其是在高温(900℃)时塑性降低幅度更大：固溶处理后再进行850℃，16h炉冷时效，强度进一步提高，高温塑性获得恢复，但室温塑性进一步降低。扫描电镜观察发现：合金在l210℃，4h空冷固溶处理过程中，初生MC碳化物发生转变，并在晶界和枝晶间析出M6C碳化物；在固溶处理后的空冷过程中，从γ溶体基体中析出细小γ相；经850℃，16h低温时效后，γ充分析出并长大。断口形貌分析表明不同热处理状态的合金，其断裂机制不同。根据位错与强化相之间的相互作用理论讨论了这种热处理工艺对室温和高温拉伸性能的不同影响规律。     

恢复热处理对R26高温合金螺栓组织和力学性能的影响

对某发电站机组服役约6万小时后硬度超标的R26高温合金螺栓进行恢复热处理,通过化学成分检测、显微组织观察、力学性能测试及断口分析,研究了恢复热处理对R26高温合金螺栓组织和力学性能的影响。结果表明,R26合金的显微组织主要为奥氏体,并存在大量孪晶。硬度超标试样的晶界上存在断续分布的碳化物;经恢复热处理后,晶粒细化且均匀化,晶界上的碳化物溶解,晶内析出γ′相。恢复热处理可使R26合金螺栓的硬度恢复到标准范围内,同时提高塑性和韧性。     

合金元素对镍基高温合金γ′固溶温度的影响

配制了38种复杂成分镍基实验合金,测定其γ′固溶温度,利用回归分析方法确定了γ′固溶温度和合金元素间的定量关系并对合金元素的影响进行了评论。用所得的γ′固溶温度线性方程对13种典型商用镍基高温合金进行预测,计算结果与实测数据基本一致。     

熔体过热处理对铸造镍基高温合金吸氮行为的影响

研究了不同温度的熔体过热处理对M963合金吸氮行为的影响。结果表明：在1600～1650℃进行熔体过热处理，合金中的氮含量因精炼作用而略有降低；但当过热温度达到1700℃时，由于熔体结构的变化而使合金开始吸氮；当过热温度达到l850℃时，合金中的氮含量由原来的0．0006％(质量分数)急剧增加到0．0047％(质量分数)。     

热挤压及热处理对镍基高温合金显微组织的影响(英文)

研究热挤压以及热处理对镍基高温合金FGH96原始颗粒边界(PPB)、γ′相、MC型碳化物及γ基体的影响。结果表明:PPB是由大的γ′相、MC型碳化物和少量的氧化物构成。可通过热挤压将γ′相尺寸由微米级细化到纳米级,并达到消除PPB的效果。热挤压态FGH96合金的晶粒长大激活能为402.6 kJ/mol,表明在低于γ′相完全溶解的温度时,晶粒长大受到γ′相的抑制。在稍高于γ′相完全溶解的温度时,MC型碳化物起到钉扎晶界的作用并阻碍晶粒异常长大。     

热处理过程中DD6单晶高温合金的组织演化规律与力学性能

研究了DD6单晶高温合金在热处理过程中的显微组织演化规律以及初熔组织的生成机理。通过研究不同固溶时效处理对γ′相形貌、尺寸分布和体积分数的影响且分析了完全热处理后合金的显微硬度和拉伸性能,从而确定了合金最佳的热处理工艺。结果表明,通过差热分析法和金相观察法确定合金的初熔温度在1300~1310 ℃。在1315 ℃固溶处理4 h,枝晶间/枝晶干γ′相尺寸趋于一致,呈立方状均匀排列。在固溶处理过程中,γ/γ′共晶组织熔化生成了不规则初熔组织。在不同的一次时效工艺下,1120 ℃时效4 h空冷后,γ′相立方度更好,尺寸分布更均匀。合金最佳的热处理工艺为1290 ℃×1 h+1300 ℃×2 h+1315 ℃×4 h, AC+1120 ℃×4 h, AC+870 ℃×32 h, AC。合金在完全热处理后,随拉伸温度从室温升高至850 ℃时,强度达到峰值,温度继续升高,强度下降;在760 ℃拉伸时塑性最差,随着拉伸温度从760 ℃升高到950 ℃,塑性提高。     

高温精炼处理对铸造镍基高温合金组织与性能的影响

研究了高温精炼处理对铸造镍基高温合金组织与性能的影响.普通铸造镍基合金枝晶组织粗大,晶界碳化物呈链状分布,晶内碳化物呈草体汉字状密集分布于枝晶间,是合金塑性低的主要原因.经高温精炼处理后,合金的枝晶组织细化,晶界及枝晶间的碳化物数量减少,γ γ共晶相数量增加,晶界碳化物呈不连续质点状分布,晶内碳化物的密集程度下降,拉伸塑性和蠕变(持久)寿命得以明显提高.经1 650℃,5 min高温熔体处理后,合金室温延伸率由3.5%提高到9.2%,700℃高温塑性由2.0%提高到8.0%,900℃高温塑性由2.8%提高到9.6%,蠕变寿命由34 h提高到52 h,蠕变塑性由4.3%提高到6.11%.推荐的最佳高温精炼处理制度为1 650℃保温4 h.分析了高温精炼处理对合金液态结构、凝固组织与性能的影响机理.     

Effect of heat treatment on microstructure and high temperature tensile properties of cast nickel-base superalloy with high W, Mo and Nb contents

The microstructural features and high temperature tensile properties of M963 superaUoy at as-cast, as-solutioned and as-aged conditions were investigated in detail. The results show that the solution treatment at 1220℃ for 4 h,AC causes an increase in high temperature yield strength but a drastic drop in high temperature ductility due to the precipitation of both the secondary carbide M6C along grain boundaries and at the interdendritic regions and very fine γ‘ particles in the dendrite cores. Aging treatment following the solution treatment can improve the high temperature tensile properties of M963 superalloy due to the coaraing of the γ’ precipitate. One stage aging at 850℃ for 16 h following the solution treatment causes an increase in both strength and ductility d alloy M963, and two-stage aging of 1089 ℃/2 h, AC plus 850℃/16 h, AC following the solution treatment further increases the ductility d alloy M963 but slightly decreases its strength.     

外场处理在镍基高温合金组织控制中的应用

在镍基高温合金的热处理中施加静电场或脉冲电流,研究外场作用下合金组织结构的演化行为及机制。结果表明,静电场处理（EFT）可以促进合金中的空位运动,使合金中孪晶界面比例显著增加;静电场可以促进原子扩散,改变合金中沉淀相形核、长大的热力学及动力学条件。在镍基高温合金的塑性变形过程中进行脉冲电流处理（EPT）,可显著降低合金的塑性变形抗力、提高其塑性变形能力。同时,脉冲电流可以降低合金的再结晶激活能,促进再结晶晶核的形成及长大。     

新型铌基高温合金热处理组织性能研究

研究了热处理对一种HRS定向凝固技术制备Nb/Nb5Si3原位复合材料组织和性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和电子探针(EPMA)等分析手段对热处理过程中组织演变进行了分析:铸态合金主要由Nbss、γ-(Nb,Ti)_5Si_3、β-(Nb,Ti)_5Si_3以及初生碳化物组成;热处理后,铸态组织中部分β-(Nb,Ti)_5Si_3向α-(Nb,Ti)_5Si_3转变以及二次碳化物析出,同时硅化物相逐渐溶解或破碎成小块并发生球化;1150℃时效可促进(Nb,Ti)_5Si_3向(Ti,Nb)5Si3转变。热处理后,合金压缩以及室温拉伸强度提高,而1000℃拉伸强度变化不明显;温度对断裂方式有明显影响,低温下为脆性解理断裂,高温下为韧性断裂。     

热处理对镍基单晶高温合金微观组织和高温持久性能的影响

采用螺旋选晶法,制备了一种镍基单晶高温合金。在非真空箱式电阻炉中进行分级均匀化热处理,研究了热处理制度对合金显微组织及持久性能的影响。结果表明:合金的铸态组织由γ-Ni固溶体相、初生和次生的γ-′Ni3Al相、以及γ/γ′共晶相组成;1 305~1 310℃、16 h固溶处理后,次生γ′全部固溶,少量γ/γ′共晶没有完全固溶;1 315℃、16 h固溶处理后,γ/γ′共晶全部固溶;1 320℃、2 h固溶处理后,出现少量初熔;两次时效处理明显改变了γ′的尺寸、形貌及分布;合金经1 180℃、2 h 1 290℃、2 h 1 315℃、16 h AC 1 140℃、4 h AC 870℃、24 h AC完全热处理后,在1 100℃,137 MPa条件下持久寿命达到100 h。持久裂纹主要沿与拉应力垂直的枝晶间横向段萌生扩展,与γ/γ′共晶完全固溶状态相比,未固溶的γ/γ′共晶更容易成为主要裂纹源。     

The microstructure of a single crystal superalloy after different aging heat treatments

To study the influence of aging heat treatments on the microstructure of single crystal superalloys with high content of refractory elements and optimal the aging heat treatment regimes, a single crystal superalloy containing 22 wt% refractory elements was investigated.Results show that for the experimental alloy, even the homogenization-solution heat treatment for 25 h cannot homogenize the alloying elements completely. During primary aging heat treatment, γ' phase grows larger and turns to regular cubes. Higher aging temperature induces larger γ' cubes. For specimens with primary aging heat treated at 1120 ℃,γ' morphology does not change apparently during secondary aging heat treatment. For specimens with primary aging heat treatment at 1150 ℃,γ'phase in interdendrite grows obviously comparing with that in dendrites. By analyzing the precipitating kinetics of γ'phase, it is found that owning to the dendrite segregation and different aging heat treatment temperatures, γ' phase at different regions grows under the control of different factors at different aging heat treatment stages. The two controlling factors that are driving forces of phase transformation and element diffusion rate induce obviously different growth rates of γ' phase. As a result, the γ'-precipitating behaviors are variable based on different solute concentrations and aging temperatures. For advanced single crystal superalloys that are supposed to be used at relatively high temperatures, the final γ' size after aging heat treatment is suggested to be close to the crossing point of diffusion controlling curve and driving force controlling curve corresponding to the serving temperature. And then,high-temperature properties can be improved.     

Al含量对高钨铸造高温合金显微组织和高温拉伸性能的影响

对Al含量分别为4.5%、5.5%、6.5%和7% (质量分数,%)4炉高W铸造镍基高温模具合金的显微组织和1100 ℃的高温抗拉强度进行了对比研究,结果表明：4.5%和7%的合金由于主要强化相次生γ′ 含量不足50%(体积分数),且高Al量合金的共晶γ′ 和析出的α(W,Mo)相是1100 ℃下高温强度不高的主要原因。5.5%和6.5%的合金次生γ′ 含量为56%~57%,共晶γ′ 含量为6%~12%,其1100 ℃高温拉伸强度达到同类合金最高水平,为488~518 MPa。目前该合金已用于制造1050~1080 ℃工作的大型等温锻造模具,其Al含量的成分范围为5.5%~6.5%(质量分数)。