粉末冶金铍-铝合金高温蠕变行为试验研究

通过高温拉伸蠕变试验,研究温度和应力对粉末冶金铍-铝合金[w(Be)=62%、w(Al)=38%]的短时蠕变行为的影响。研究结果表明:随着温度或应力的提高,合金的蠕变率先增大后基本保持不变,极限蠕变率为2.16%。铍-铝合金的蠕变过程中,位错滑移和孪晶蠕变对低温低应力蠕变过程起着关键作用,而位错攀移对高温蠕变起着重要作用。温度为473.15 K,合金的应力指数为3.19;在应力150 MPa下,铍-铝合金的蠕变激活能为22.41 k J/mol。在低应力蠕变状态下,铝相是蠕变中载荷的承载体;随着蠕变应力的增加,铍相逐渐成为蠕变过程中载荷的主要承载体。     

喷射添加ZrO_2弥散微粒的FeCrAl合金的高温蠕变行为

<正> 一、前言 腐蚀和蠕变的交互作用常使金属构件过早地遭受破坏。因此,近十几年来,由于石油化工、航空、能源动力工业的迅速发展,高温腐蚀和蠕变之间的交互作用已普遍受到重视。含SO_2的混合气体、熔盐沉积物以及二者同时存在的高温腐蚀环境,是火力发电厂锅炉以及其他燃煤燃油装置等通常所处的腐蚀环境。近些年来,为了提高钢的持久强度等力学性能,开发了往钢液中喷射微细活性金属氧化物的方法。本工作研究喷射添加ZrO_2弥散微粒的FeCrAl合金在多种腐蚀环境下的高温蠕变行为,探讨该合金高温腐蚀与蠕变的交互作用。     

3种高温合金的蠕变-疲劳交互作用行为及寿命预测

通过在816和927℃下进行总应变控制的不同拉伸应变保持时间的低周疲劳实验，研究了3种高温合金（HAYNES 188，HAYNES 230和HASTELLOY X）的蠕变-疲劳交互作用行为．结果表明，这3种高温合金的应变疲劳寿命主要取决于合金类型、应变保持周期及实验温度．这些高温合金所表现出的不同应变疲劳寿命行为可归因于蠕变和氧化损伤方面的差异．此外，应用频率修正的非弹性拉伸应变能作为损伤函数对这3种合金进行了应变疲劳寿命预测，结果显示该寿命预测方法对3种高温合金均表现出较好的寿命预测能力．     

晶粒尺寸对GH720Li镍基合金蠕变-疲劳寿命的影响

为探明晶粒尺寸对涡轮盘材料—GH720Li镍基高温合金的蠕变-疲劳寿命的影响机理,开展了650℃下不同晶粒尺寸的GH720Li高温合金圆棒蠕变-疲劳试验研究。GH720Li高温合金的蠕变-疲劳寿命随着晶粒尺寸的减小而降低。而后,通过断口的SEM分析研究晶粒尺寸对GH720Li高温合金的蠕变-疲劳损伤影响机制。其失效机制主要为晶界的氧化起裂,而晶界长度随晶粒尺寸变小而增加。最后,对基于迟滞能量的损伤方程和机械功密度2种方法进行了修正,GH720Li合金的蠕变-疲劳寿命预测与试验结果吻合较好,验证了方法的准确性。     

AZ81-1.0Sm-0.6Nd镁合金的高温蠕变行为

研究了AZ81-1.0Sm-0.6Nd镁合金的高温蠕变行为。试验结果表明,在50~70 MPa、150~200℃条件下,AZ81-1.0Sm-0.6Nd合金的抗蠕变性能优于基体(AZ81),在150℃/50 MPa条件下,AZ81-1.0Sm-0.6Nd合金的稳态蠕变速率为8.82×10-7 s-1,明显低于AZ81合金的1.95×10-6 s-1的稳态蠕变速率。根据应力指数n值与蠕变激活能Qc值分析结果,随着蠕变试验温度和应力的增加,合金的蠕变机制也在发生变化。     

不同晶界形态高温合金在含硫环境中的蠕变和断裂特性

本文应用扫描电镜、剖面分析及EDAX能谱分析,研究了具有平直晶界和曲折晶界两种不同组织的GH302合金,及Rene 80合金在空气、含硫环境中的高温蠕变及断裂行为。试验结果表明,具有曲折晶界的GH302合金试样,虽然在空气环境中蠕变和持久性能明显地高于通常平直晶界试样,但在10%SO_2-空气环境中,二者的性能皆剧烈下降;定向凝固Rene80合金不仅在空气环境中性能显著优于普通铸造的合金,在含硫环境中仍保持原先水平。在含硫环境中蠕变与腐蚀的交互作用下,蠕变裂纹的扩展是以硫化-氧化腐蚀在应力促进下沿晶侵入并形成低熔点共晶,导致早期破坏。     

粉末冶金材料空穴和夹杂的疲劳蠕变损伤分析

基于Gurson塑性本构模型对含空穴和夹杂的镍基粉末冶金材料Fgh95进行了疲劳蠕变性能分析.采用K-R损伤模型对含空穴和夹杂的粉末冶金材料Fgh95进行了高温蠕变及疲劳-蠕变交互作用性能研究.结果表明:在疲劳载荷和高温蠕变载荷作用下,空穴比夹杂更易引起粉末冶金材料的损伤失效,相对高温蠕变载荷而言,疲劳-蠕变交互作用更易引起材料的破坏,且疲劳-蠕变交互作用对含夹杂材料的影响大于含空穴材料.     

协同Orowan绕过和攀移机制的镍基高温合金蠕变新模型（英文）

提出一种用于准确便捷预测析出相增强镍基高温合金稳态蠕变速率的蠕变新模型。基于析出相的空间分布,采用概率依赖的方法将位错-析出相交互作用中Orowan绕过和位错攀移机制的协同模式耦合到新的蠕变模型中。结果表明,新模型预测的稳态蠕变速率与实验数据吻合很好。此外,当前模型不再依赖于可调参数;同时,确定了阈值应力与温度的定量关系。这项工作为蠕变变形过程中位错-析出相交互作用提供新思路,并为设计具有更优异蠕变性能的析出强化合金提供有效模型。     

GH30和GH34合金的蠕变－疲劳交互作用

研究了ＧＨ３０和ＧＨ３４合金的蠕变－疲劳交互作用，观察到两种负交互作用：ＧＨ３０合金在先蠕变后疲劳的条件下的负交互作用和ＧＨ３４合金在连续循环蠕变的条件下的负交互作用。前者的交互作用项中疲劳损伤指数远大于蠕变损伤指数。因而负交互作用主要是由于预蠕变部分地抑制了后续疲劳的损伤。后者的交互作用项中的蠕变损伤指数远大于疲劳损伤指数。因而负交互作用主要是由于疲劳部分地消除了蠕变损份。还用微观观察的结果分析了这两种负交互作用的微观本质。     

镍基高温合金服役过程中蠕变疲劳寿命预测方法的研究进展

镍基高温合金部件在服役过程中,极易发生高温蠕变、疲劳以及蠕变疲劳交互作用的损伤,不同程度的损伤经长时间的累积,会引发严重的事故。常作为限寿件的镍基高温合金部件,其蠕变疲劳寿命预测的精准性十分重要,本文从影响镍基高温合金服役寿命的主要因素出发,系统地总结了目前应用的主流蠕变疲劳寿命预测方法,并对预估模型的建立与发展进行了展望。     

Creep mechanism of as-cast Mg-6Al-6Nd alloy

The creep mechanism of as-cast Mg-6Al-6Nd alloy was studied. The stress exponent for creep is 5.8 under the applied stresses of 50–70 MPa at 175°C. The activation energy for creep is 189 kJ·mol⁻¹ under the applied stress of 70 MPa in the range of 150–200°C. The true stress exponent and threshold stress for creep are calculated as 4.96 and 10.2 MPa, respectively. The true stress exponent indicates that its creep mechanism belongs to the dislocation climb-controlled creep, which is in agreement with the microstructure changes before and after creep. The high value for stress exponent is attributed to the interaction of Al₁₁Nd₃ phase with dislocations. The activation energy is more than the self-diffusion activation energy of Mg, which is attributed to the load transfer taking place from the matrix to Al₁₁Nd₃ phase during creep.     

镁合金及镁基复合材料的高温蠕变研究进展

综述了目前镁合金及镁基复合材料的高温蠕变研究现状,介绍了镁合金的高温蠕变机理及性能提高方法,同时阐述了镁基复合材料的制备工艺及蠕变参数之间的关系、蠕变断裂机制、界面反应规律等方面的研究进展,并展望了镁基复合材料的应用前景与研究方向。     

TC6钛合金的高温拉伸蠕变行为研究

通过高温拉伸蠕变实验,获得了TC6合金的蠕变应变-时间曲线,并计算了其不同应力与不同温度下的稳态蠕变速率、应力指数及在350～450℃范围内的蠕变激活能,借助OM、TEM等手段对合金蠕变前后的显微组织进行了观察和分析,并在此基础上研究了其蠕变变形机制.结果表明:TC6合金的稳态蠕变速率随温度或恒应力的增加而增大,该合金在此温度范围内的蠕变受位错和扩散双重机制的控制,晶界滑动对蠕变也有一定的作用.     

电子互连无铅钎料及焊点蠕变行为研究进展

针对近年来无铅钎料及焊点的蠕变失效问题,综合评述了蠕变变形行为及其在焊点可靠性评估中的应用。首先系统地介绍无铅钎料的蠕变行为,探讨含合金元素/颗粒无铅钎料蠕变性能改性机理。其次评述焊点蠕变行为,探讨焊点成分以及不同基板材料对焊点蠕变特性影响的研究进展。再次结合具体电子器件,采用有限元模拟,分析基于有限元的焊点蠕变响应及疲劳寿命预测,评估焊点可靠性。最后针对无铅钎料及焊点蠕变行为的未来发展进行展望,分析其研究中存在的问题及解决办法,为焊点可靠性进一步研究提供理论支撑。     

TiAl基铸造合金的蠕变行为研究

研究了名义成分为Ti-46Al-2Cr-2Nb-0.15B合金在700～850℃,140～300MPa的蠕变条件下的蠕变性能和蠕变机制。研究表明,在蠕变过程中随着温度和载荷的增加,合金的最小蠕变速率随之增大;TiAl基合金在700～850℃,140～300MPa下的最小蠕变速率可用蠕变方程εmin=A(σ)4.7exp(-280/RT)来描述;在该蠕变条件下的蠕变行为主要受位错攀移控制。     

定向凝固NiAl-28Cr-5.8Mo-0.2Hf合金的高温拉伸蠕变行为

研究了定向凝固NiAl-28Cr-5.8Mo-0.2Hf合金的显微组织和在982－1100℃,50-124MPa应力下的高温蠕变行为，该合金是由NiAl相。Cr(Mo)相和少量Hf的固溶体相组成。蠕变测试结果表明：蠕变曲线是由较短的减速蠕变阶段和较长的加速蠕变阶段组成，且蠕变后的显微组织变化不大，蠕变变形机制是由位错攀移机制所控制。加强蠕变阶段蠕变速率的增加是由于裂纹的形成与扩展引起的。     

Cavitation and grain boundary sliding during creep of Mg-Y-Nd-Zn-Mn alloy

Creep of squeeze-cast Mg-3Y-2Nd-1Zn-1Mn alloy was investigated at the constant load in the stress range of 30-80 MPa. Tensile creep tests were performed at 300℃up to the final fracture.Several tests at 50 MPa were interrupted after reaching the steady state creep;and another set of creep tests was interrupted after the onset of ternary creep.Fraction of cavitated dendritic boundaries was evaluated using optical microscopy.Measurement of grain boundary sliding by observation of the offset of marker lines ...     

Mg和半固态加工对A356合金显微组织和抗蠕变性能的影响

研究Mg和半固态加工对A356合金蠕变性能的影响。结果表明：位错攀移控制的蠕变是占主导地位的蠕变机制，它不会受到半固态加工以及进一步添加 Mg 的影响。Mg 提高合金的抗蠕变性能主要是由于在枝晶间区域形成大量汉字型的 Mg2Si。半固态加工的样品表现出比铸造样品更好的抗蠕变性能，这是由于 Mg 在α(Al)相中显著溶解所致堆垛层错能的减少而导致的。     

SnCu钎焊接头稳态蠕变本构方程建立

以搭接面积为1 mm2微型单搭接钎焊接头为研究对象,采用新型高温蠕变测试装置,测定了Sncu钎焊接头应力指数n和蠕变激活能Q,构建了稳态蠕变本构方程,探讨了蠕变变形机制.结果表明,在低温高应力下,SnCu共晶钎料钎焊接头应力指数为8.73,激活能在59.1～63.2 kJ/mol,位错攀移运动主要受位错管道扩散机制控制;在高温低应力区,Sncu共晶钎料钎焊接头应力指数为6.45,激活能在88.4～97.5 kJ/mol,位错攀移运动主要由晶格自扩散机制控制.     

INFLUENCE OF GRAIN BOUNDARY MORPHOLOGY ON CREEP AND FRACTURE BEHAVIOURS OF SUPERALLOYS IN SULFUR-CONTAINING ENVIRONMENT

Studies on the high temperature creep and fracture behaviours in air or in SO_2 contaminatedenvironment for the Fe-base superalloy GH302 with flat or zigzag grain boundaries(GB)and the Ni-base superalloy Rene 80 were carried out.Although the creep rupture propertiesof the GH302 with zigzag GB was remarkably superior to that of flat GB in air,the propertiesof both droped dramatically in 10% SO_2-air environment,the creep rupture properties of thedirectional solidified Rene 80 were much better than that of the conventionally cast alloy inair,and also kept the same property in SO_2 contaminated environment as in air.Owing to theinteraction between creep and sulphidation,the failure mechanism relates to the formation ofmolten Ni-Ni-3S_2 eutectic along GB,led to the premature failure of the alloy.