难变形高温合金GH4175铸态组织及均匀化工艺

采用热力学计算、光学显微镜、扫描电镜和能谱分析等方法对GH4175合金铸锭进行显微组织、析出相和元素偏析情况分析,并研究了均匀化处理过程中合金组织演变和元素再分配的变化规律.结果 表明:GH4175合金铸锭枝晶偏析严重,Nb、Mo、Ti元素偏聚于枝晶间,Nb元素的偏析最为严重,主要析出相为γ'相、M23C6、MC、Laves相及针状8相.合金铸锭在1150℃时出现低熔点相熔化现象,在1200℃时出现枝晶初熔.合金铸锭均匀化应采用低温预处理加高温扩散的两段式,经1140℃×10 h+1190℃×30 h均匀化处理后,合金中的有害低熔点相回溶,枝晶偏析基本消除,是比较合理的均匀化工艺.     

铸态GH4175合金高温变形行为及热加工图研究

目的 建立铸态GH4175合金的本构模型以预测材料变形过程中的流动应力,绘制其热加工图,用于优选铸态GH4175合金热变形的工艺参数。方法 采用Gleeble-3500热模拟压缩试验机对铸态GH4175合金试样在不同的变形温度和应变速率下进行热模拟压缩试验,获得流动应力-应变曲线。结果 GH4175合金的流动应力随变形温度的上升和应变速率的下降而下降;计算结果表明建立的本构模型第1道次的流动应力试验值与预测值的最大相对误差为13.54%,最小相对误差为0.38%,平均相对误差为5.1%;第2道次的最大相对误差为25.6%,最小相对误差为0.09%,平均相对误差为6.8%。热加工图中对应的可加工区域:变形温度为1160~1170 ℃,应变速率为0.01~0.1 s^–1。结论 建立了GH4175合金预测精度较高的本构模型,在热加工图中高能量耗散率区域所对应的工艺参数下变形后获得了γ+γ′双相细晶组织。     

GH864合金870℃高温时效过程中强化相的退变

利用光学显微镜、场发射SEM等手段,对标准热处理（1080℃×4 h/AC＋845℃×24h/AC＋760℃×16h/AC）后的GH864镍基合金分别在650℃和870℃进行长期时效,研究长期时效温度和时间对合金组织和性能的影响。结果表明,GH864合金在650℃时效1000 h过程中,随着时间的延长γ＇相长大不明显,晶界碳化物及γ＇相尺寸分布状态几乎保持不变,基体中有三次γ＇相析出,随着时效时间延长硬度增加,体现了合金在该温度下良好的组织稳定性;在650℃及870℃长期时效,γ＇相随温度升高及时间延长而粗化,其规律遵循L-S-W理论,且温度越高,粗化速率也越大,温度比时间的影响更为明显;在870℃温度时效3000 h过程中,γ＇相急剧长大及其体积分数逐渐降低,γ＇相时效后期的长大速率较初期减缓;同时,合金中的晶界碳化物逐渐溶解消失,局部位置γ＇相完全溶入基体并导致复杂的合金元素反应,形成复杂组织,最终导致合金硬度下降,合金发生了明显退化。     

GH720Li合金γ'相回溶过程对后续析出的遗传影响

研究GH720Li合金γ'相回溶过程并模拟Al+Ti含量以及Ti/Al比对γ'相后续冷却析出的影响。γ'相的冷却析出与γ'相回溶及回溶后Al、Ti元素的扩散动力学过程有关。保温时间延长与固溶温度升高使γ'冷却析出相尺寸减小;不同冷速下,γ'析出相尺寸、形状与分布不同。TTT与CCT曲线中,随着Al+Ti含量的增加,不同冷速下的γ'相析出温度升高且相对应的析出时间提前。水冷乃至冷却速率高达1000℃/min时,无法抑制γ'相冷却析出。Ti/Al比的变化对γ'相的析出基本无影响。     

不同成分下铸态AlMoNbTaTiZr高熵合金显微组织的研究

通过非自耗真空电弧熔炼法制备 AlaMobNbcTadTiZr(a=1.5,0.5,0.25;b=0.5,0.25,0;c=0.5,0;d=0.5,0.75,1)高熵合金,研究合金元素含量、热力学参数、显微组织间的关系.结果表明,除了 Al1.5Mo0.5NbTa0.5TiZr合金由BCC相和富Al-Zr相组成外,其他AlaMobNbcTadTiZr合金由单相BCC固溶体相组成.铸态合金呈现典型的枝晶形貌,Al、Zr和Ti偏析于枝晶间,Mo、Ta和Nb偏析于枝晶干,合金成分变化对凝固过程元素分布的影响较小,但Al比Zr对富Al-Zr相析出的影响更为显著.在a,b,c和d数值减小的AlaMobNbcTadTiZr中,富Al-Zr相析出被抑制,枝晶组织逐渐粗化.Al1.5Mo0.5NbTa0.5TiZr合金因富Al-Zr相的析出使得显微硬度最高,可达650.0 HV0.3,Al0.25NbTa0.5TiZr合金的最低可达407.6HV0.3.     

难变形高温合金GH720Li平衡析出相的热力学计算

为了给热处理制度和热加工工艺提供理论依据,采用Thermo-Calc热力学计算软件,对GH720Li合金平衡析出相和非平衡凝固进行模拟计算分析.结果表明,合金凝固过程中Mo、Ti偏析比较严重,并给出Ti、Al含量对γ'相析出温度和析出量的定量计算结果.C含量的增加可以显著提高碳化物的析出量,但对碳化物的析出温度无影响;Cr对M23C6的析出量没有影响,但显著提高其析出温度.进一步对一次碳化物MC的析出温度与合金初熔点的关系进行定量计算.     

难变形镍基高温合金GH710的高温变形特性

利用热模拟试验机研究了GH710合金在变形温度为1 110～1150℃,应变速率为0.01～1 s^-1条件下的高温变形特性及变形后的组织特征。结果表明:在1150℃以下热变形时合金发生了亚固溶态的再结晶,且γ相在1 130℃时已部分回溶;通过Arrhenius双曲正弦函数模型构建了合金的本构关系,得到了合金热变形激活能为693.46 kJ·mol^-1;合金动态再结晶临界应变随着应变速率的增大及变形温度的降低而增加,且临界应变和峰值应变之间满足ε_c=0.61_εp;合金热加工过程中的软化机制为动态再结晶,根据热变形后的组织特征确定合金合理的热变形温度范围为1 110～1130℃,应变速率为0.01 s^-1。     

热处理制度对超超临界电站用GH80A合金组织和性能的影响

系统研究了不同固溶处理、固溶+时效处理以及550~750℃长期时效10000h后GH80A合金组织和性能的变化规律。结果表明:γ′相的开始析出温度为930~950℃;冷却介质比固溶温度对冷却γ′相的影响大,水淬能够抑制GH80A合金γ′相的析出;时效温度对一次γ′相有重要影响;双时效处理才析出二次γ′相;随固溶温度升高,合金单/双时效后的强度稍有降低而塑性升高;长期时效温度不高于700℃时合金的组织稳定性良好,一次γ′相的粗化机制在700℃以下以扩散控制为主,750℃以界面控制为主。     

单晶高温合金DD6热变形再结晶行为

为了探究单晶高温合金DD6热变形再结晶行为,采用Gleeble-1500热模拟试验机和电子背散射衍射系统(EBSD)研究了其力学性能及显微组织,以及再结晶的临界变形条件。结果表明,在实验温度范围内,单晶合金再结晶程度随变形温度增加而提高,随变形量增加以及变形速率降低而增加;再结晶的产生机制是由于合金相的不连续脱溶析出引起取向差的变化,产生晶粒的变化;在1090~1050℃,应变速率为0.1~1 s-1范围内,合金变形量超过6%将会发生再结晶现象。