Influence of service-induced microstructural changes on the aging kinetics of rejuvenated Ni-based superalloy gas turbine blades

Rejuvenation of Ni-based superalloy gas turbine blades is widely and successfully employed in order to restore the material microstructure and properties after service at high temperature and stresses. Application of hot isostatic pressing (HIP) and re-heat treatment can restore even a severely overaged blade microstructure to practically “as-new” condition. However, certain service-induced microstructural changes might affect an alloy’s behavior after the rejuvenated blades are returned to service. It was found that advanced service-induced decomposition of primary MC carbides, and the consequent changes of the γ-matrix chemical composition during the rejuvenation, can cause a considerable acceleration of the aging process in the next service cycle. The paper will discuss the influence of the previous microstructural deterioration on the aging kinetics of rejuvenated gas turbine blades made from IN-738 and conventionally cast GTD-111 alloys.     

2.4GHz和5GHz WLAN干扰对比分析

通过对WLAN干扰机制和干扰类型进行较为详细的理论分析,然后进行了全面的实际测试,得出了2.4 GHz WLAN的干扰较严重,5 GHz WLAN干扰比较小的结论。这一结论为5 GHz WLAN的引入提供了较为有力的依据。     

镍基高温合金GH202表面纳米陶瓷涂层抗高温氧化性能研究

为了弥补高温合金抗高温氧化性能的不足,解决高温力学性能与抗高温氧化性之间的矛盾,在高温合金GH202合金表面增加含纳米高温陶瓷涂层CXM98-1,通过氧化动力学实验和能谱分析技术对涂层/基体合金体系的抗高温氧化性能进行了研究.实验结果得出:含纳米陶瓷涂层能有效的阻滞合金的高温氧化进程,极大的提高了合金的耐高温抗氧化性能.不论有无涂层,在900℃长时间扩散退火过程中,氧均通过涂层或金属表面向基体合金进行扩散,基体合金中的Cr、Al元素向涂层/基体合金界面上坡扩散,环境中氧原子通过涂层向基体合金扩散,在界面处靠涂层一侧主要形成Cr2O3扩散层,界面的基体一侧主要形成Al2O3晶间氧化层;有涂层与无涂层试样的区别在于氧的扩散速率和扩散通量存在快慢、大小的差别.     

镍基高温合金GH4698的热变形组织演变机理

采用热模拟等研究方法,对不同变形工艺条件下的GH4698热变形组织演变机理开展了研究。结果表明:高温低速变形有利于动态再结晶进行,材料发生完全动态再结晶的初始变形温度大于1150 ℃;从工程角度出发,合金初始变形温度推荐1200 ℃,采用低速变形原则(0.01~0.1 s^-1),为获得相对均匀的锻造组织,终锻温度应高于1050 ℃,锻造过程可多火次完成;经GJB 3782标准推荐多级热处理后,晶粒内部存在大量弥散分布的γ′纳米析出物,起到良好的析出强化作用。     

原位拉伸法研究GH3625合金退火孪晶界稳定性及断裂行为

孪晶界作为低能稳定界面易在低层错能金属中被调控而成为近年来研究的热点。固溶态GH3625合金组织中含有大量退火孪晶组织。本实验采用室温原位拉伸结合扫描电子显微镜(SEM)观察和能谱(EDS)分析的方法研究了固溶态GH3625合金中孪晶组织演变及断裂行为。结果表明,GH3625合金在原位拉伸变形过程中,孪晶组织内部主要以单滑移为主;在拉伸直至断裂的过程中,随变形量的增加,孪晶界逐渐发生弯曲,但孪晶界始终存在于合金组织中,起阻碍位错的作用,具有良好的室温机械稳定性。GH3625合金断裂时既有韧性断裂又有脆性断裂,碳化物偏析是造成晶界裂纹以及晶内孔洞形成的主要原因。     

GH4169D合金电子束焊接接头显微组织和持久断裂特征

采用金相显微镜和扫描电镜分析了GH4169D合金电子束焊接接头的显微组织,利用显微硬度计测试了母材、热影响区和焊缝的显微硬度,采用体式显微镜和扫描电镜研究了焊接接头持久断裂特征。结果表明,GH4169D母材中的主要析出相为1~20μm长的片层状晶界η相、30~80 nm的颗粒状γ′相和少量的碳氮化物。热影响区中的主要析出相为10~20 nm的颗粒状γ′相,几乎没有晶界η相。焊缝中为枝晶组织,枝晶间存在含有共晶组织的白色析出相,析出相尺寸为2~6μm,枝晶杆中含有10 nm以下的细小颗粒状γ′相。母材的显微硬度低于热影响区和焊缝,不同区域的显微硬度主要受γ′相尺寸的影响。焊接接头的持久断裂过程包括蠕变裂纹扩展、快速扩展和瞬断3个阶段,蠕变裂纹扩展区中为沿晶断裂,快速扩展区中为沿晶和穿晶混合断裂,瞬断区为穿晶断裂。蠕变裂纹扩展起始于试样表面的热影响区,热影响区中晶界η相含量低和裂纹尖端晶界氧化是导致焊接接头持久性能低于母材的主要原因。     

基于扫描间距调控Inconel 738合金的微观组织和力学性能

采用EBSD技术系统地研究了扫描间距h对选区激光熔化(SLM)成形Inconel 738合金微观组织、动态再结晶行为、织构演变和力学性能的影响。研究表明,随着h的增加,平行于沉积方向的细长柱状晶晶粒长/径比减小,晶粒的形貌由粗大的细长柱状晶向细小的等轴晶转变,晶粒的取向变得更加随机;随着h的增加,动态再结晶体积分数增加,再结晶区域位错密度和应变低于未再结晶区域;随着h的增加,其铸造织构的类型发生变化,织构主要由Rotated-Goss织构{110}110转变为Rotated-Goss织构{110}110+Cube织构{001}100,Cube织构的强度逐渐增强,而Rotated-Goss织构的强度逐渐减弱;此外,通过选择合适的扫描间距(h=70μm),沉积态Inconel 738合金可获得优异室温力学性能(σ_y=933 MPa,σ_(uts)=1209 MPa,ε_f=38%),达到良好的强度与塑性匹配。     

钢制安全壳焊后热处理工程应用与建议

根据钢制安全壳的结构尺寸、建造方式和焊后热处理要求,分析对比了适宜钢制安全壳焊后热处理的加热方式,并通过应用证明了局部焊后热处理的可行性。结合工程经验,提出了推动厚度小于60 mm的SA-738 Gr.B钢板免除焊后热处理,或采用超声波冲击处理代替焊后热处理的建议。     

固溶冷却方式对GH4220合金螺栓力学性能的影响

将GH4220合金螺栓在1220 ℃固溶处理冷却阶段的冷却方式由标准热处理制度的空冷改为缓慢冷却(24 min冷却至1100 ℃保温1 min,之后空冷),利用SEM、微机控制电子万能试验机观察合金的晶界形态及力学性能的变化。结果表明,相比标准热处理制度,缓慢冷却处理以后,晶界锯齿状特征明显,晶界由平直晶界变为弯曲晶界。室温抗拉强度由标准热处理制度的1004 MPa提升至1143 MPa,提高了13.8%,950 ℃高温抗拉强度由标准热处理制度的478 MPa提升至532 MPa,提高了11.3%;940 ℃高温应力持久断裂时间提升尤为明显,由标准热处理制度的38.2 h提高到51.7 h,提高了35%。     

GH4169 高温合金激光冲击强化层微观结构和微动疲劳行为研究

目的 提高GH4169镍基高温合金的微动疲劳寿命。方法 利用激光冲击强化（LSP）技术对GH4169高温合金榫试样进行表面强化处理并研究其微动疲劳性能。借助激光共聚焦显微镜（LCSM）、X射线衍射仪（XRD）、电子背散射衍射（EBSD）、显微硬度计、X射线应力分析仪、光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）及高频疲劳试验机,对激光冲击强化前后的GH4169高温合金的微观组织、硬度、残余应力、微动疲劳寿命、断口形貌和裂纹扩展情况进行分析。结果 激光冲击强化后表面硬度提高了17.3%,硬化层深度约为0.63 mm,表面残余压应力为331.5 MPa。经激光冲击强化后变形层中晶粒未发生明显细化,表明激光诱导冲击波主要引起GH4169高温合金中位错的形成而不是位错的运动。在20 kN峰值载荷下,尽管强化后的断裂机制没有发生明显的变化,但是强化后榫试样的微动疲劳寿命比未处理的试样提高了827%,裂纹从多疲劳源转变为单疲劳源,裂纹萌生位置从表面转移到距表面234 μm的次表面,激光冲击强化显著提升了GH4169的萌生抗力和扩展速率,扩展区域的疲劳条带间距从未处理的0.50 μm增加到了强化后的1.01 μm,这可能与残余应力的突变与松弛有关。结论 在激光冲击强化后获得硬化层和残余应力场共同影响下,GH4169高温合金榫试样的微动疲劳寿命得到了显著提升。