固溶温度对镍基单晶合金蠕变性能的影响

根据差热曲线分析制定出合金的热处理工艺,结合蠕变性能测试及组织形貌观察,研究了固溶温度对一种高W镍基单晶合金蠕变性能的影响。结果表明：铸态合金中存在明显的枝晶成分偏析,其中元素Al、Ta、W富集于枝晶干,元素Mo、Cr、Co等富集于枝晶间。采用不同温度固溶处理,合金具有不同的蠕变寿命。当固溶温度提高到1 325℃时,可使合金成分的均匀化程度提高,难溶元素得到充分扩散,可降低合金中枝晶干/间的成分偏析,并显著提高合金的蠕变抗力。与1 310℃固溶处理相比,合金经1 325℃高温固溶处理后,在1 072℃、137 MPa条件下的蠕变寿命由35 h提高到48 h。     

时效期间含Re镍基单晶合金中TCP相的演化

为了研究单晶合金中TCP相的演化过程,采用对含Re镍基单晶合金进行1100 ℃长期时效处理及组织形貌观察等方法,研究了时效期间合金中析出TCP相的演化特征.结果表明：元素W、Re可促进TCP相的析出,合金在1100 ℃长期时效期间,TCP相沿{111}晶面<110>取向呈片状析出,并确定出析出的TCP相为μ相,其中在不同晶面观察多组针状μ相可相互垂直或互成60°排列.在长期时效期间,片状μ相逐渐粗化、出现沟槽直至发生溶断,并逐渐转变成球状形貌.随w（Re）增加,合金的偏聚自由能降低,可使片状μ相粗化及形成γ′/μ两相凹凸界面;而在曲率半径较小处产生附加压力,引起溶质元素在μ相中化学位提高,是致使片状μ相发生分解及逐渐球化的主要原因.     

Re对镍基合金晶格错配度的影响

通过对不同Re含量镍基合金进行室温、高温X射线衍射谱线测定及持久性能测定,研究了Re含量及温度对镍基合金中γ、γ两相晶格错配度及持久寿命的影响规律．结果表明：随Re含量增加,合金中γ、γ两相的晶格常数增大,两相界面的晶格错配度及错配应力减小,致使蠕变期间合金中γ相的筏形化速率降低,并可较大幅度地提高合金在高温区间的持久寿命．与Y有序相比较,无序的γ相原子结合力较弱,且热容较大,致使其有较大的膨胀系数,故随温度提高,合金中两相的晶格错配度绝对值增大．合金中γ、γ两相的晶格常数、热膨胀系数随温度变化服从指数规律;在试验的温度范围内,提出的数学表达式在高温区间,可较好地模拟γ、γ两相的膨张特性．     

镍基单晶合金组织演化及对晶格错配度的影响

通过对不同状态单晶镍基合金进行组织形貌的观察和X-ray衍射分析,研究了组织演化对合金中γ'、γ两相晶格常数和错配度的影响.结果表明:铸态单晶合金不同区域中γ'相的形貌和尺寸有较大的差别,致使γ、γ'两相的晶格常数及错配度较大;将合金高温固溶处理和空冷后,均匀且细小的立方γ'相自γ基体中析出,使合金中γ'、γ两相的晶格常数及错配度减小;经完全热处理后,立方γ'相均匀长大,并保持共格界面,使γ'、γ两相的晶格常数及错配度略有增加.合金经有或无应力时效后,γ'相发生定向粗化,并在两相之间出现界面位错,使合金中γ'、γ两相的晶格常数及错配度增加.其中,由于外加应力的作用,致使塑性较好的γ相晶格常数增加的幅度大于γ'相.     

单晶镍基合金中γ,γ′两相的晶格常数及影响因素

通过对单晶镍基合金的组织形貌观察和XRD谱线分析,研究了元素铼对单晶合金晶格常数及错配度的影响。结果表明:2%Re镍基单晶合金经完全热处理后,其组织结构是由尺寸约为350～400nm的立方γ′相以共格方式嵌镶在γ基体相所组成;在γ,γ′两相镍基合金的XRD谱线中,衍射峰不对称的原因是由于γ,γ′两相衍射峰叠加所致。对不同合金在不同条件下XRD分离谱线的的分析表明,随元素Re含量增加,合金中γ,γ′两相在室温的晶格常数略有增大,而晶格错配度的绝对值减小。随温度提高,合金中γ,γ′两相的晶格常数及晶格错配度的绝对值增大,并进一步测算出合金中γ,γ′两相在不同温度区间的热膨胀系数。     

单晶镍基合金的热处理及对蠕变性能的影响

根据差热曲线分析制定出合金的热处理工艺,结合蠕变性能测试及组织形貌观察,研究了固溶温度对一种含Re单晶镍基合金蠕变性能的影响.结果表明:铸态合金组织中存在明显的成分偏析,其中元素Cr,Co,Re富集于枝晶干,元素Al,Ta,W等富集于枝晶间.采用不同温度固溶处理,合金具有不同的蠕变寿命.当固溶温度提高到1320℃时,可使合金成分的均匀化程度提高,难溶元素得到充分扩散,降低合金的枝晶干/间成分偏析,并抑制合金中TCP相的析出,可显著提高合金的蠕变抗力.与1300℃固溶处理相比较,合金经1320℃高温固溶处理后,其在1072℃,137MPa条件下的蠕变寿命由37h提高到230h.     

一种单晶镍基合金热处理制度的研究

通过对一种单晶镍基合金的差热曲线分析和不同条件热处理后的组织形貌观察，制定合金热处理工艺，并研究了热处理期间γ′相的组织演化规律.结果表明，实验用合金的热处理“窗口”是1 272～1 320 ℃，在1 300 ℃时，γ′相有最大的溶解速度，1 040 ℃析出的γ′相最为稳定，在该温度时效50 h后，γ′相长大，且呈球状和条状形貌，γ′/γ两相之间出现界面位错.因此，确定出该合金的热处理工艺为1 280 ℃,4 h,A.C+1 300 ℃,4 h,A.C+1 040 ℃,4 h,A.C+870 ℃,24 h,A.C.一次时效促使γ′相长大呈立方体形貌；二次时效期间，γ′相略有长大，立方度增加，排列更加规则.     

基于QPSO⁃HMM的滚动轴承故障程度辨识

综合量子粒子群优化算法（quantum particle swarm optimization,简称QPSO）的全局搜索能力与隐马尔科夫模型（hidden Markov model,简称HMM）良好的时间序列分类能力,提出一种基于QPSO?HMM的滚动轴承故障程度辨识方法,并利用实测振动信号对该方法的性能进行验证。首先,采用变分模态分解对实测振动信号进行分解,并用奇异值分解进行信号特征提取;其次,利用QPSO算法和样本信号对HMM进行训练;最后,将测试信号输入训练得到的HMM中进行滚动轴承故障程度辨识。结果表明,该算法解决了HMM的参数估计局部最优化问题,对滚动轴承不同故障程度的辨识准确率较高。