激光冲击强化在高温合金材料应用上的研究进展

激光冲击处理可促使材料产生较传统表面强化工艺更优的强化效果,并且诱发的显微组织变化具有更高的热稳定性,有望对高温合金材料的服役性能提升产生有利作用。分别从表面形貌、显微组织、服役性能等方面介绍激光冲击强化在不同高温合金材料上的应用研究成果。通过激光冲击诱导高温合金微尺度表面形貌变化相关研究的分析,提出对激光冲击诱导局部反向变形进行数值仿真验证的研究方向。总结激光冲击强化在改善高温合金组织状态以及提升疲劳等服役性能方面的研究成果,进而指明单晶高温合金激光冲击疲劳延寿研究的必要性。     

重力分离SHS过程的预测

采用重力分离SHS法，研究了常见因素对SHS反应温度的影响，分析了各因素影响作用的显著性，建立了燃烧温度的数学模型。实现了SHS反应的预测和控制。     

一种含Ru镍基单晶高温合金的高温氧化行为

采用恒温氧化的实验方法,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)等分析了一种新型含Ru的镍基单晶高温合金在1 100 ℃和1 140 ℃的高温氧化行为。研究结果表明,合金在氧化初期质量迅速增加,但随着氧化时间的延长,氧化膜质量增加速率变得缓慢,由于氧化过程中会发生氧化膜脱落,使得氧化增重曲线略微偏离抛物线规律。氧化膜大致分三层:外层由Cr₂O₃和NiO组成,中间层为Cr₂O₃,内层为Al₂O₃。     

增材制造高温合金组织及缺陷研究进展

增材制造作为一种先进的数字化制造技术,广泛应用于高温合金制备研究中。介绍了增材制造高温合金的微观组织基础上,梳理增材制造过程中的气孔种类及特征,回顾了裂纹种类及开裂倾向性模型的发展过程,综述数值模拟技术在增材制造高温合金性能优化的应用,并对增材制造高温合金的研究和发展进行了展望。     

焊后热处理对高温合金异种材料焊接组织的影响

针对含有较多合金元素的镍基单晶高温合金熔焊焊接性能较差的问题,采用扫描电子显微镜、背散射衍射分析和显微硬度仪等手段,研究了镍基单晶高温合金DD8和钴基等轴晶K640M的氩弧焊焊接显微组织特征.结果表明,焊接后接头形成定向柱晶区、熔合区和母材区.对实验合金进行焊后热处理后发现,熔合区和定向柱晶区中γ相发生长大,且Co等元素的分布趋于均匀,焊接残余应力的存在导致个别位置出现再结晶现象.热处理前后接头内显微硬度无明显变化.     

TLP连接对一种镍基单晶高温合金拉伸性能的影响

采用Ni-Cr-B非晶中间层瞬间液相连接（Transient liquid phase bonding） 一种镍基单晶高温合金DD98，TLP连接在1230℃，8h真空条件下进行。利用扫描电镜进行微观组织观察和成分分析。在不同温度对接头与母材进行了拉伸实验。实验结果表明：接头的微观组织和化学成分与母材趋于一致；接头强度达到母材的标准，其它性能指标与母材相当，二者的应力一应变关系相同。     

SHS技术制备大直径钢管内衬陶瓷涂层

采用重力分离SHS法制了大直径钢管陶瓷内衬，研究了物料配比和添加剂（SiO2和CrO3)对于SHS合成过程和组织结构的影响，实验表明，用适当的物料配比，加入一定的添加剂，可以改善陶瓷层的组织结构，使其与基体实现很好的结合。     

低偏析异质籽晶制备单晶高温合金的籽晶熔合区形成机制研究

采用低偏析异质籽晶法研究了定向凝固制备单晶高温合金时籽晶熔合区的形成机制,利用SEM和EPMA对籽晶熔合区的组织以及元素分布进行分析。结果表明,籽晶回熔平衡界面前沿存在一个无微观偏析的熔合区,该区域是凝固界面发生平面状-胞状失稳转变的过渡区。增加籽晶材料中W含量或提高定向凝固速率均会促进凝固界面的平面状-胞状失稳转变,且凝固速率的影响更显著。相比于传统籽晶法,低偏析异质籽晶熔合区内的平界面凝固能有效避免籽晶回熔界面的枝晶熔断和成分过冷导致的杂晶形核,从而提高单晶的引晶生长成功率。     

添加Ru对镍基单晶高温合金组织的影响

研究了添加Ru对镍基单晶高温合金铸态、热处理及长期时效组织的影响。结果表明:添加Ru导致合金的共晶含量升高、一次枝晶间距降低,固溶热处理困难。添加Ru后合金的层错能显著降低,基体中出现的扩展位错会阻碍后续位错的运动,有助于提高合金力学性能。1100℃长期时效时,添Ru加对筏化过程影响不显著,未改变TCP相的主要析出类型,但显著抑制了TCP相的析出;随时效时间的延长(如超过500 h),添加Ru对TCP相的抑制作用减弱。     

Ru的添加对镍基单晶高温合金组织的影响

研究了添加Ru对镍基单晶高温合金铸态、热处理及长期时效组织的影响。结果表明：添加Ru导致合金的共晶含量、一次枝晶间距降低,固溶热处理困难。添加Ru后合金的层错能显著降低,?基体中出现的扩展位错会阻碍后续位错的运动,有助于提高合金力学性能。1100℃长期时效时,添Ru加对筏化过程影响不显著,未改变TCP相的主要析出类型,但显著抑制了TCP相的析出;随时效时间的延长（如超过500 h）,添加Ru对TCP相的抑制作用减弱。