燃气轮机用GH4698合金涡轮盘锻造工艺

燃气轮机涡轮盘材料GH4698是一种特殊的镍基高温合金,其合金化程度较高,锻造时具有较高的变形抗力和较窄的变形温度范围,所以要满足锻件的内在质量要求,必须制定合理的工艺路线。本文从材料的化学成分、锻造工艺、数值模拟和试制生产等方面介绍了涡轮盘的生产过程。经验证通过热处理固溶、时效后的涡轮盘锻件,显微组织、力学性能完全达到使用要求,并且已批量生产。     

手表金合金覆盖层的颜色表示与测量

钟表行业内有手表金合金覆盖层存在色差的现象,为规范其颜色表示与测量,通过整理色度学中有关颜色表示、颜色测量方法及其影响因素的理论,结合手表产品实际情况,确定了手表金合金覆盖层的颜色范围和名称、色度坐标的测量方法和目视比色法,并将其应用于国家标准中,规范了行业内对手表金合金覆盖层的颜色表示与测量。     

冷轧退火对FeMnCoCrAl高熵合金组织和力学性能的影响

使用真空电弧炉熔炼出(Fe₅₀Mn₃₀Co₁₀Cr₁₀)₉₄Al₆合金,利用冷轧及在不同温度对合金进行退火,以期望得到由多尺度再结晶晶粒构成的层状结构;并对不同退火温度的样品进行拉伸性能测试。利用扫描电镜和EBSD对合金组织形貌进行表征,采用X射线衍射方法研究其相组成。结果表明:合金在铸态和冷轧后相组成未发生变化,700 ℃退火得到较好的多尺度再结晶晶粒的层状结构,其屈服强度为487 MPa,抗拉强度为708 MPa,断后伸长率为39%,表现出良好的综合力学性能。     

退火温度对新型锆合金薄板带材析出相和织构的影响

采用扫描电镜和超高分辨透射电镜,对具有良好冲制性能的新型锆合金薄板成品带材进行含晶粒、第二相粒子等在内的显微组织研究,并探索真空退火处理条件下温度对带材显微组织的影响。结果显示:新型锆合金薄板成品带材晶粒平均尺寸2.17 μm,存在{0001}<1010>和{0001}<1120>两种织构,大部分晶粒<1120>平行带材RD方向,较少晶粒<1010>平行带材RD方向;第二相粒子分布在晶粒内部及晶界,平均尺寸114 nm,尺寸较大的为不规则椭圆形的Zr-Nb-Fe相,尺寸较小的为圆形的β-Nb相;热处理退火温度降低,带材晶粒尺寸减小,第二相粒子细小弥散分布;新型锆合金薄板成品带材良好冲制性能主要源于轧制积累应变诱发再结晶过程进行充分,导致晶粒细小及孪晶发生破碎;相对轧制变形,退火对带材冲制性能影响不显著。     

定向凝固Mg-xGd-0.5Y合金的微观组织及拉伸变形行为

研究了Gd含量(3.0%、4.5%、6.0%,质量分数)对定向凝固Mg-x Gd-0.5Y合金微观组织及室温力学性能的影响,并利用EBSD技术分析其室温拉伸形变行为。结果表明,在抽拉速率为3 mm/min条件下,Mg-x Gd-0.5Y合金获得了纵向晶界与热流方向平行、主要沿■晶面的法线方向择优生长的柱状晶组织,且柱状晶的横截面呈"三角形"或"十"字形花瓣状,二次分枝由3.0%Gd的3个分枝逐渐变为6.0%Gd的4个分枝。室温下,柱状晶晶体生长取向多集中在■的Mg-6.0Gd-0.5Y合金具有较高的抗拉强度(107 MPa)和断后延伸率(32.56%),其形变机制以基面a滑移和■拉伸孪生为主。晶体生长取向较为分散(集中在■个取向)的Mg-3.0Gd-0.5Y合金形变时,因晶粒取向不同导致孪生机制不同,既有以■拉伸孪生协调应变的晶粒,也有以■压缩孪生协调应变的晶粒,各柱状晶协同变形能力较差,故其室温塑性较低,断后延伸率仅有14.88%。     

Ti-43.5Al-4Nb-1Mo-0.1B合金的包套热挤压组织与拉伸性能

采用包套近等温热挤压工艺制备了Ti-43.5Al-4Nb-1Mo-0.1B合金方形棒材,通过OM、SEM、XRD、TEM和拉伸等实验方法研究了方棒不同状态和位置的组织及拉伸性能。结果表明,方棒材的挤压态组织较为均匀,不同位置的微观组织无明显差异;挤压变形使铸锭组织片层取向趋于一致,趋向平行于挤压方向;晶界处γ相存在颗粒状、块状和长条状3种形态;β相在挤压过程中碎化和被拉长呈平行挤压方向纤维状。在TEM下观察,棒材边部位置片层完全碎化,而心部位置片层断裂后呈长条状。β_0相中生成大量ω_0相,两者位相关系遵循:■。方棒材的室温拉伸强度达到1000 MPa以上,室温延伸率为0.5%左右;800℃拉伸屈服强度达到400 MPa以上,表现明显塑性。热挤压合金经时效热处理后在β_0相中生成大量透镜状γ相,时效处理提高了合金的高温拉伸性能,但无法消除ω_0相。     

汽车发动机用AZ91D合金的表面喷涂与性能

采用热喷涂工艺在压铸态AZ91D合金表面制备了Al涂层,研究了热处理温度和保温时间对AZ91/Al涂层界面组织形貌的影响,并对比分析了扩散层的耐腐蚀性能和耐磨性能。结果表明,热处理前Al涂层与基材为机械结合,热处理后Al涂层与AZ91合金基材的界面处可形成冶金结合扩散层,且随着保温时间延长,扩散层厚度不断增加;热处理温度在375 ℃以下时扩散层主要由β-Mg₁₇Al₁₂相构成,375 ℃×8 h热处理后为α-Mg+β-Mg₁₇Al₁₂相,425 ℃×1 h热处理后为γ-Mg₂Al₃和β-Mg₁₇Al₁₂相。AZ91合金基材和扩散层腐蚀电位从高至低顺序为γ>β>α+β>AZ91合金基材,扩散层的腐蚀电流密度均低于AZ91合金基材,阻抗谱图中容抗弧半径从大至小顺序为γ>β>α+β>AZ91合金基材,扩散层的耐腐蚀性能均优于AZ91合金基材;γ、β和α+β扩散层的摩擦稳定性系数都高于AZ91合金基材,而磨损速率和磨痕宽度都要小于AZ91合金基材,其中β扩散层的磨损速率和磨痕宽度最小,具有最佳的抵抗磨损的能力。     

镍基高温合金锥筒形件拉深旋压成形机理研究

针对镍基高温合金因加工硬化严重成形时极易产生破裂和起皱等典型缺陷的问题,以锥筒形壳体类零件为对象,提出了一种由锥形预制坯经过真空固溶处理后拉深旋压成形锥筒形件的方法,并对其成形机理进行了研究。基于Abaqus/Explicit平台,建立了锥筒形件拉深旋压有限元模型,分析了成形过程中的瞬态等效应力、等效塑性应变、切向应力、壁厚及三向应变分布规律。结果表明:在旋压成形过程中,最大瞬态等效应力位于旋轮接触区及附近区域、最大瞬态等效塑性应变位于坯料口部;瞬态切向压应力最大值位于旋轮接触区,而瞬态切向拉应力最大值位于旋轮接触区附近的两侧区域。筒形段中部壁厚减薄,而坯料口部壁厚增厚。旋压成形试验表明,锥形预制坯经拉深旋压后可获得壁厚均匀的锥筒形件。     

叶片封严槽的电火花加工方法研究

采用封严槽的电火花加工方法,设计了一种在电极底座上固定的铜钨合金块。首先采用数控铣削加工的方式将两块铜钨合金块加工成形状、位置分别与叶片大缘板和小缘板上待加工封严槽的形状一致、位置相匹配的两个电极。接着,在电极损耗后,同样采用数控铣削加工的方式重新加工出两块铜钨合金块相应的电极。减小更换电极的频率,避免因频繁更换电极造成电极位置波动而引起的封严槽位置度无法保证的问题。该方法使用两个电极对涡轮导向叶片同一面上的大缘板和小缘板上的封严槽进行同时加工,大幅提高了加工效率;同时,以铜钨合金替代紫铜作为电极材料,铜钨合金的强度更大,使用过程中电极不容易变形,提高了封严槽的加工精度及合格率。