定向凝固高温合金组织演变对持久性能的影响

对比研究了定向凝固高温合金GTD111以及自主设计合金WZ-D2的铸态、热处理态和经980℃/190 MPa持久拉伸后的γ'相、碳化物以及拓普密排(TCP)有害相析出的特征演变及其对持久性能的影响。结果表明:WZ-D2的铸态共晶尺寸和数量均显著小于GTD111;热处理态WZ-D2的γ'相面积分数明显高于GTD111,且立方度略高于后者。GTD111中碳化物的形貌多呈现汉字型,且更易分解。在900℃以上温度,GTD111的持久寿命远小于WZ-D2,这与2种合金中共晶相数量和尺寸、碳化物的分解、γ'相的演化密切相关。     

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。     

不同晶粒尺寸FGH96热处理临界冷速研究

在满足性能前提下,获取热处理工艺参数边界对优化FGH96涡轮盘性能意义重大,尤其是某一晶粒尺寸的FGH96合金在满足性能要求的前提下所需的最慢冷速边界。对不同晶粒尺寸、不同冷却速率的FGH96试样室温、650 ℃以及750 ℃的拉伸性能进行了研究,并对微观组织进行了观察。结果显示,和合金成分、晶粒尺寸、γ′尺寸和体积分数相关的多机制强化模型与实验测试结果吻合性好。利用该模型得到了最慢冷速与晶粒尺寸的匹配关系：当最慢冷速为55 ℃/min时,晶粒尺寸需小于14 mm;当最慢冷速为72 ℃/min时,晶粒尺寸需小于16.8 mm;当最慢冷速为81 ℃/min时,晶粒尺寸需小于20 mm。最慢冷速边界值与晶粒尺寸关系可为通过数值模拟指导热处理工艺的制定提供判据。     

Mo和Re对含Ru新型单晶高温合金组织稳定性的影响

制备名义成分分别含0.4%Mo-6.4%Re、2.8%Mo-6.4%Re和0.4%Mo-6.7%Re的3种新型镍基单晶高温合金。分析合金经过热处理后的元素分配配比，经过1100℃，0～1000 h的热暴露后的γ′相演化、拓扑密排相（TCP）析出规律。结果表明，Re含量的微量增加和Mo含量的大幅增加会明显增加各元素在枝晶干和枝晶间、γ/γ′两相间的偏聚，低扩散元素Re等在枝晶干和γ相的偏析降低了热暴露过程中γ′相的粗化速率。Re的微量增加，促进P相析出数量增多，但P相的长大受到一定限制，原因是Re促进P相形成元素Re、W和Ru在枝晶干的偏聚，促进P相形核，使P相数量增多，但大量析出的P相互相接触交叉，反而降低了长大速率。Mo含量的大幅增加，使得在1100℃长时热暴露过程中同时存在μ相和P相，且μ相优先析出，数量多，尺寸大，而P相析出时间延迟，数量少，尺寸小，原因是Mo促进μ相的主要组成元素Re、W、Mo在枝晶干的偏聚，尤其是Mo含量的提高，促进μ相优先析出，随着μ相形成元素的消耗，以及P相在1100℃下更稳定，促使P相在μ相之后析出。