新型高温合金热处理及长期时效过程中组织稳定性研究北大核心CSCD

主要研究了三种新型高温合金在铸态热处理后,再经750℃/2 700 h和850℃/2 700 h长时间时效后的组织稳定性。结合相图计算探讨了不同合金设计对长期时效过程中针状组织演变规律的影响。结果表明:Nb+Ti+Ta总含量对铸态偏析组织及其后热处理及时效过程中的析出相演变具有重要影响,高Nb+Ti+Ta含量合金拥有较高的共晶体积分数,并易于在其附近形成不稳定的η相;随时效时间延长和温度升高,共晶体积分数减少,η相的体积分数降低,在组织中逐渐析出更为平衡的TCP相。     

一种新型第三代镍基粉末高温合金亚固溶热处理对调控γ\"相分布的研究

本工作研究了热处理工艺对一种新型第三代镍基粉末高温合金FGH4113A(WZ-A3)的γ\"相组织的影响规律。主要探究了亚固溶热处理的温度、保温时间、冷却速度,以及过固溶+亚固溶、亚固溶+亚固溶对γ\"相的影响。结果表明：亚固溶温度越接近γ\"相固溶温度,回溶越多;γ\"相的回溶倾向与尺寸成反比;晶内未回溶的γ\"相尺寸与保温时间呈正比,数量与保温时间呈反比;晶界γ\"相尺寸随保温时间增加而增大;γ\"相总体积分数随保温时间增加没有明显变化;使用较快的冷速可使晶内重新析出细小的单模组织;使用较慢的冷速可使晶内重新析出多模组织;回溶析出的γ\"相尺寸与冷却速度成反比;过固溶+亚固溶热处理后的组织主要受亚固溶热处理的温度和冷速影响,温度越低,晶内的矩形γ\"相越多;小尺寸球形γ\"相在高温阶段会粗化成矩形,受γ/γ\"相的错配度绝对值影响;亚固溶+亚固溶热处理的组织受温度影响较大,根据温度的不同,γ\"相组织会有各种变化。     

热诱导孔洞对FGH97高温合金性能的影响

利用金相设备和力学性能测试装置检测含不同孔隙率的FGH 97高温合金的组织及力学性能,分析不同孔隙率对FGH97高温合金力学性能的影响。结果表明:随着孔隙率的增加,FGH97高温合金的室温屈服强度和抗拉强度降低,延伸率下降;Charpy冲击功随着孔隙率增加而显著下降;FGH97高温合金的拉伸和冲击断裂机制为微孔聚集型断裂,拉伸和冲击断口呈现大量韧窝特征;热诱导孔洞会促进裂纹的萌生和扩展。     

FGH113A (WZ-A3) 粉末高温合金长期组织稳定性研究

采用光学显微镜、扫描电镜及能谱仪等观察分析了FGH113A(WZ-A3)合金的晶粒组织、γ′强化相、碳化物等在760和815℃长期时效下的演变规律,通过力学性能测试分析了长期时效对合金拉伸性能的影响。结果表明:760和815℃长期时效对合金的晶粒尺寸无明显影响。760℃时效2020 h后,合金的γ′相尺寸与形貌无明显变化,碳化物由弥散分布的颗粒状,转变为晶界聚集析出的连续型碳化物。815℃时效440h后,γ′相开始长大且形貌由近立方状向近球形转化,晶内开始析出短棒状碳化物,2020h后明显可见颗粒状碳化物在晶界富集,晶内短棒状碳化物增多。经长期时效的试样在704和760℃进行拉伸测试,在760℃时效440和2020 h后,合金的抗拉强度相当,屈服强度在2020 h后反而有小幅提升;在815℃时效440和2020 h后,合金的拉伸性能表现出类似规律,这与长期时效过程中合金无有害相析出和晶界碳化物的钉扎作用有关。新型镍基粉末高温合金FGH113A在760和815℃长期时效下表现出优异的组织和性能稳定性。     

氩气雾化制粉FGH4097高温合金低周疲劳性能研究

用氩气雾化细粒径粉末(小于80μm)+过固溶温度热等静压(HIP)+热处理制备FGH4097粉末高温合金试验盘件,利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、低周疲劳试验机、万能试验机、Weibull分布拟合等研究了试验盘件在650℃的拉伸性能、低周疲劳性能及其影响因素。结果表明：盘件晶粒度符合正态分布,在7.7～8.4级之间波动,晶粒尺寸分布均匀;二次γ′相平均尺寸均值约375 nm;三次γ′相分布在二次γ′相间隙γ相中,尺寸在100 nm以内;28个试样在650℃/980 MPa试验条件下的低周疲劳失效循环周次(N_f)均值为203049周次,标准差为29043周次;抗拉强度均值为1343 MPa,标准差为24 MPa;屈服强度均值为1036 MPa,标准差为24 MPa,断后延伸率约30.4%;1.25%面积百分比热诱导孔洞(TIP)降低N_f至154752周次;小尺寸夹杂物(<80μm)面积、尺寸、位置对N_f影响不明显;N_f满足三参数Weibull分布方程;低周疲劳断口裂纹源主要由非...     

氩气雾化制粉FGH97高温合金组织和性能研究

利用扫描电子显微镜、金相显微镜等研究了氩气雾化制粉(Argon Atomization,AA )+热等静压(Hot Isothermal Pressing ,HIP)的FGH97合金显微组织、夹杂物、原始颗粒边界（Prior Particle Boundary,PPB）、热诱导孔洞（Thermally induced porosity,TIP）等冶金缺陷,统计分析了室温、650℃、750℃拉伸性能、650℃/980MPa持久性能及650℃低周疲劳寿命。试验结果表明：AA + HIP +热处理制备的FGH97材料晶粒度为ASTM8-9级,未发现连续网状的PPB,存在极少量的TIP。晶内γ′多数为正方形,尺寸约为200nm,晶界γ′为1.5～2 μm的长方形,未见粗大γ′相及粗大碳化物。650℃/980MPa 持久时间均值449 h。650℃低周疲劳寿命最大值258909周次,均值达到190014周次。室温、650℃、750℃拉伸性能、650℃/980MPa持久性能以及650℃低周疲劳寿命均满足FGH97合金技术要求。     

金属增材制造的研究进展

增材制造技术是备受关注的先进制造技术之一.本文介绍了金属粉末作为金属增材制造用原材料的基本要求及增材制造用金属粉末的主要制备方法——等离子旋转电极法及气雾化法,将增材制造用金属粉末按成分分类,列举了钛基合金、镍基合金、铁基合金等增材制造领域的研究进展,并对增材制造技术的发展提出了展望.     

一种新型第三代单晶高温合金WZ30组织与性能的研究

本文通过热力学计算和实验验证优化了W、Mo、Co、Cr、Al、Ta等元素在单晶高温合金中的含量,设计了Re含量为5 wt%的新型单晶高温合金WZ30,并与典型二代、三代单晶高温合金进行了比较。结果表明,WZ30经热处理后获得均匀的γ′相显微组织,在760℃、980℃和1100℃下WZ30的屈服强度分别为938MPa、639MPa和436MPa,温度高于1000℃时拉伸性能优于二代单晶高温合金。在980℃/250MPa和1100℃/137MPa实验条件下,WZ30的持久寿命分别为642h和254h,持久寿命明显优于二代单晶高温合金。WZ30的低周疲劳寿命在980℃下明显优于二代单晶高温合金DD6。在高温长时间循环氧化实验中,WZ30显示出较好的抗氧化性和组织稳定性。     

一种新型镍基粉末高温合金的热压缩性能研究

基于Gleeble热压缩模拟试验,研究变形温度和应变速率对一种新型第三代镍基粉末高温合金WZ-A3挤压态试样在变形温度1040~1130 ℃区间,应变速率0.01~0.0025 s_^-1 条件下的热压缩变形行为,分析了合金在不同热压缩条件下的晶粒尺寸及显微组织的变化。试验结果表明：WZ-A3合金挤压棒在1070~1100 ℃温度范围, 0.01~0.005 s_^-1 应变速率范围内热压缩变形后可以获得约4.5 μm细小均匀的晶粒组织,各部位均未出现项链晶及异常晶粒长大的现象。根据以上试验条件成功制备了两件直径190 mm高97 mm的小尺寸热模锻试验盘,验证了WZ-A3合金的热压缩性能。     

一种新型第三代镍基粉末高温合金亚固溶热处理对调控γ\"相分布的研究

本工作研究了热处理工艺对一种新型第三代镍基粉末高温合金FGH4113A(WZ-A3)的γ\"相组织的影响规律。主要探究了亚固溶热处理的温度、保温时间、冷却速度,以及过固溶+亚固溶、亚固溶+亚固溶对γ\"相的影响。结果表明：亚固溶温度越接近γ\"相固溶温度,回溶越多;γ\"相的回溶倾向与尺寸成反比;晶内未回溶的γ\"相尺寸与保温时间呈正比,数量与保温时间呈反比;晶界γ\"相尺寸随保温时间增加而增大;γ\"相总体积分数随保温时间增加没有明显变化;使用较快的冷速可使晶内重新析出细小的单模组织;使用较慢的冷速可使晶内重新析出多模组织;回溶析出的γ\"相尺寸与冷却速度成反比;过固溶+亚固溶热处理后的组织主要受亚固溶热处理的温度和冷速影响,温度越低,晶内的矩形γ\"相越多;小尺寸球形γ\"相在高温阶段会粗化成矩形,受γ/γ\"相的错配度绝对值影响;亚固溶+亚固溶热处理的组织受温度影响较大,根据温度的不同,γ\"相组织会有各种变化。