镍基高温合金U720Li在750℃不同氧化阶段的恒温氧化行为

航空发动机涡轮盘服役温度的不断升高,对材料的抗氧化性能提出了更严苛的要求。U720Li合金是一种具有较高承温能力的涡轮盘用镍基高温合金,其长期服役温度高达750℃。阐明该合金在服役温度下的氧化行为,对延长涡轮盘的服役寿命具有重要意义。本文采用静态增重法测定了锻态U720Li合金在750℃的氧化动力学曲线,用XRD、SEM-EDS等手段分析了不同氧化阶段的氧化膜形貌、结构及元素分布。结果表明,U720Li合金在其服役温度下具有优异的抗氧化性能,在750℃的恒温氧化动力学曲线大致遵循立方规律,达到了完全抗氧化级别。分析认为,U720Li合金在氧化初期生成了疏松的γ-Cr₂O₃,随着氧化的进行,γ-Cr₂O₃层不断剥落,氧化膜变得更加连续致密并形成复杂多层结构,且在氧化膜附近基体内形成γ’贫化层。在稳定氧化阶段,氧化膜更加连续致密并形成规整的双层结构,包括致密的α-Cr₂O₃外氧化层和α-Al₂O₃内氧化层。连续致密的...     

一种高Al+Ti镍基高温合金在双相区和单相区的热塑性变形行为

高Al、Ti含量镍基变形高温合金开坯塑性的严重恶化已经成为制约其广泛应用的瓶颈。这类合金的热塑性特征受γ′析出相的显著影响,但以往关于γ′对其热变形行为影响的研究均未考虑晶界强化元素的干扰。本研究制备了一种不含C、B、Zr等晶界强化元素的高Al+Ti镍基变形高温合金铸锭并对其进行了充分的均匀化处理,重点研究了该合金在1060℃(γ/γ′双相区)和1170℃(γ单相区)的塑性变形行为。结果表明,γ单相区的变形抗力远小于γ/γ′双相区,且γ单相区的热塑性明显更好。有趣的是在γ单相区的流变曲线上出现了明显的屈服降现象,而在γ/γ′双相区并未出现。这可能由于在γ单相区有更多Al、Ti被释放,这些以溶质形式存在的Al、Ti能有效阻碍位错移动并最终将其锁定。在γ/γ′双相区和γ单相区开裂的模式均为沿晶开裂,说明在热加工过程中这类合金的晶界是最薄弱环节。当对数应变达到0.36时在γ/γ′双相区和γ单相区均已发生不连续动态再结晶(DDRX),且随着应变的增大DRX晶粒数量明显增多,但晶粒尺寸无明显变化。由于一次γ′对晶界具有钉扎作用,γ单相区的DRX晶粒尺寸明显大于γ/γ′双相区,但前者DRX晶粒的颗...