镍基高温合金GH202高温氧化后的微观组织演变

研究了镍基高温合金GH202在800~1100 ℃高温氧化后晶粒、碳化物和强化相的演变过程。采用透射电子显微镜、扫描电子显微镜和电子背散射衍射对其微观结构进行了表征。结果表明：镍基高温合金的硬度随氧化温度的升高而降低，1100 ℃氧化100 h后，硬度降低了43.5%。800和900 ℃氧化后晶粒生长速度较慢，而经900 ℃氧化后晶界碳化物析出显著增加。在1000和1100 ℃氧化后，晶粒尺寸明显增大。氧化过程中晶界迁移是由晶界两侧自由能差决定，温度越高，晶界向曲率中心迁移越快，大量细小晶粒被吞并形成了大晶粒。大块状碳化物（MC）分解成大量的碳原子，与Cr原子结合形成少量的富Cr颗粒状M₂₃C₆。在900 ℃氧化150 h后，M₂₃C₆演化为富Ti的M₆C。随着氧化温度的升高，碳化物在γ相中回熔。在800、900和1000 ℃氧化后，γ′相逐渐长大，在1100 ℃氧化100 h后，完全溶解于γ相。     

固溶处理对新型镍钴基高温合金显微组织及力学性能的影响

采用OM、SEM和拉伸试验等研究了固溶温度和固溶时间对新型镍钴基高温合金组织及力学性能的影响。结果表明,晶粒尺寸变化与一次γ′相含量变化一致,固溶温度低于1110℃时,随着固溶温度升高或固溶时间延长,残留的一次γ′相钉扎晶界,晶粒尺寸增加较缓。固溶温度为1110℃时,延长固溶时间至4 h时,一次γ′相基本回溶,晶粒尺寸迅速增加,进一步延长固溶时间至6 h时,晶粒尺寸增加减缓,即合金中一次γ′相的全溶温度为1110℃。合金在1100℃固溶4 h和双级时效处理(670℃×24 h,空冷+780℃×16 h,空冷)后的抗拉强度和屈服强度达到最大值,分别为1584 MPa和1104 MPa。因此,合金的固溶温度宜选取为1100℃,固溶时间宜选取为4 h。     

稳恒磁场对超音速等离子喷涂NiCrBSi涂层组织和性能的影响（英文）

在稳恒磁场作用下,在45钢上喷涂了NiCrBSi涂层,并研究了NiCrBSi涂层的组织、力学性能和摩擦磨损性能。在稳恒磁场条件下,涂层的孔隙率显著降低,没有形成新物相,但γ-Ni、FeNi₃、Ni₃Si₂相中出现了择优取向。此外,涂层内的磁畴变得更为活跃,更容易随着外部磁场的细微变化而有序排列。涂层截面显微硬度显著提高,表面残余应力波动明显,涂层的磨损量降低了近13.6%。实验结果表明,稳恒磁场可以有效地改善涂层质量。此外,探讨了稳定磁场下喷涂提高Ni基涂层性能的机理。     

匙孔效应对激光熔覆层横截面几何形貌的影响研究

目的 研究匙孔效应在不同激光功率、扫描速度和送粉速率工艺参数下,对熔覆层横截面形貌的影响规律,并揭示匙孔对基体的作用机制。方法 利用光束模式为高斯光束分布的YLS-3000光纤激光器进行熔覆镍基高温合金Ni35实验。利用光学显微镜（OM）采集熔覆层横截面宏观形貌,并用金相分析软件以及计算机辅助绘图软件对熔覆横截面参数进行测量。结果 随激光功率的增加,匙孔深度增加;随送粉速率和激光扫描速度的增加,匙孔深度减小。随送粉速率的增加和激光功率的减小,熔覆层横截面左右垂直段高度值（H2和H4）减小;随扫描速度的增加,H2和H4先增加再减小。在激光熔覆过程中,当基体没有形成匙孔时,H2和H4的值为零,熔覆层与基体混合区域的横截面形貌为月牙形;当在基体中形成匙孔时,H2和H4的值大于零,熔覆层与基体混合区域的横截面形貌为蘑菇形。结论 在激光熔覆过程中,不同激光功率、扫描速度和送粉速率工艺参数对匙孔的影响机制不同。匙孔效应的强弱显著影响熔覆层横截面参数H2和H4的大小,进而影响熔覆层形貌。     

镍基高温合金表面完整性研究现状分析

表面完整性是评价零件表面加工质量的重要标准之一。在切削镍基高温合金GH4169的过程中,加工硬化、变质层的形成等是重要的加工难题,因此研究GH4169零件的表面完整性对其高速切削加工过程有重要的意义。从表面粗糙度、表面加工硬化、白层以及表面残余应力等方面对切削镍基高温合金的表面完整性研究进展进行总结,从切削用量、工艺参数和刀具的选用等方面为提升加工零件表面质量提供了重要依据。     

Highly dispersed and confined Ni/MMO catalyst synthesized in a rotating packed bed for hydrogenation of maleic anhydride

Catalytic hydrogenation of maleic anhydride (MA) into succinic anhydride (SA) is one of the most important transformations in synthetic organic chemistry. Herein, we firstly synthesized well-dispersed nickel particles confined by mixed metal oxides (Ni/MMO) derived from in situ transformation of Ni-Al hydrotalcite in a rotating packed bed (RPB) to catalyze this process. A series of Ni/MMO catalysts (63 wt%–89 wt% Ni) were effectively fabricated and the structure–activity relationship was established. Results showed that a Ni/MMO catalyst (82 wt% Ni) with substantial surface defect sites and the highest Ni surface area among the prepared Ni/MMO catalysts, demonstrates the highest activity with ~100% MA conversion and ~100% selectivity to SA under 25°C within 77 min. This is, to our knowledge, the highest conversion and selectivity under room temperature to date. Moreover, the Ni/MMO catalyst prepared by RPB has higher specific surface area and Ni surface area, therefore possessing a higher hydrogenation rate compared to that by stirred tank reactor (1.69 vs. 1.36, 10⁻³·mol_MA/g_cat/min). These results will provide an attractive option of the catalysts for MA hydrogenation, and a novel strategy for synthesizing nickel catalyst derived from Ni-Al hydrotalcite.     

Catalytic hydrogenation of insoluble organic matter of CS2/Acetone from coal over mesoporous HZSM-5 supported Ni and Ru

Four supported catalysts, nickel and ruthenium on a HZSM-5 support, were prepared by equal volume impregnation and in-situ decomposition of carbonyl nickel. The properties of catalysts were investigated by catalytic hydro-conversion of 2,2′-dinaphthyl ether as the model compound and extraction residue of Naomaohu lignite as the sample under an initial H₂ pressure of 5 MPa and temperature at 150 °C. According to the catalytic hydro-conversion results of the model compound, Ni−Ru/HZSM-5 exhibited the best catalytic performance. It not only activated H₂ into H···H, but also further heterolytically split H···H into immobile H^‒ attached on the acidic centers of Ni−Ru/HZSM-5 and relatively mobile H⁺. Catalytic hydro-conversion of the extraction residue from Naomaohu lignite was further examined over the optimized catalyst, Ni−Ru/HZSM-5. Detailed molecular compositions of products from the extraction residue with and without hydrogenation were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy and gas chromatography/mass spectrometry. The analytical results showed that the oxygen-containing functional groups in products of hydrogenated extraction residue were obviously reduced after the catalytic treatment. The relative content of oxygenates in the product with catalytic treatment was 18.57% lower than that in the product without catalytic treatment.     

表面完整性对FGH96粉末合金高温低循环疲劳性能的影响研究

采用陶瓷弹丸和铸钢丸+陶瓷丸为介质对FGH96合金车削表面进行喷丸强化,引入3种表面完整性状态。研究了一次喷丸、二次喷丸和车削状态下表面形貌、残余应力场和高温低循环疲劳寿命。结果表明:二次喷丸强化在消除车削刀痕和表面平均粗糙度增大的同时,引入了底部圆滑的弹坑,二次喷丸后Kurtosis值趋于3,但强度较小的一次喷丸仅能够部分消除刀痕;同时,一次喷丸和二次喷丸后,表面残余压应力由车削的-446 MPa,提高到-1000～-1100 MPa,二次喷丸后残余压应力场深度由车削的100μm提高到250μm,一次喷丸残余压应力场深度与车削状态相当。在二次喷丸良好的表面完整性作用下,在650℃,ε_t=1.2%的试验条件下,相比于车削状态,二次喷丸后疲劳寿命提高108%;相比之下,一次喷丸提高21%;喷丸后疲劳寿命分散度减小。经过断口宏微观观察和反推分析说明,3种表面完整性状态的疲劳扩展寿命很接近,造成疲劳寿命差别的主要原因是裂纹萌生差别,二次喷丸的裂纹萌生寿命分别是一次喷丸的221%,以及车削状态的216%。利用工艺手段优化表面完整性是提高FGH96合金表面完整性和低循环疲劳寿命的关键。     

氧化钇坩埚对镍三铝基高温合金返回料纯净化熔炼的影响

本文研究了Y2O3坩埚对N3Al基高温合金返回料纯净化熔炼的影响,并对使用Y2O3坩埚和MgO坩埚进行真空感应熔炼的结果进行了对比。结果表明：使用Y2O3坩埚对N3Al基高温合金IC21返回料进行纯净化熔炼有利于降低返回料中的H、N和O含量。和使用MgO坩埚相比分别降低了50%,80%,和80%。最低可以达到0.5 wppm,1 wppm 和2 wppm的数值。当精炼温度高于1550?C或精炼时间超过5分钟时,精炼参数对纯净化熔炼的效果影响很小。     

单晶高温合金用SiO2基型芯力学性能及本构模型

对定向凝固单晶高温合金空心叶片用SiO_2基陶瓷型芯的力学行为进行了研究,得到了烧结样品S0和热处理样品S1、S2和S3的强度、弹性模量、应力-应变关系等实验结果。基于Weibull分布统计使用M-C (Mohr-Coulomb)判据结合实验结果,建立了符合定向凝固高温合金空心单晶叶片用SiO_2基陶瓷型芯的连续损伤本构模型,并给出了确定相关参数的方法。结果表明,经过1500℃高温热处理的SiO_2基陶瓷型芯样品力学性能、烧结程度均有所提高。使用损伤量D结合连续损伤本构模型公式和微观裂纹形貌,阐述了SiO_2基陶瓷型芯裂纹扩展与宏观断裂的演变关系。