Al-Nb含量对转子用GH706合金组织及力学性能的影响

研究了提Al降Nb对GH706合金经过高温长时时效处理前后的组织与力学性能的影响。结果表明,提Al降Nb的成分改进抑制了高温不稳定存在的γ′′相、η相及Laves相和δ相等TCP相的析出,同时,在经过750℃保温500h的处理后,只存在γ′和η相的轻微长大,力学性能下降幅度有限,仍保持在一个较高的水平,而未进行成分改进的合金(传统GH706)中的析出相等均发生明显长大,力学性能下降幅度较大,可见提Al降Nb的成分改进可使得合金在更高的温度服役。     

700℃超超临界汽轮机用镍基转子锻件的试制

为了快速实现突破、掌握大吨位镍基合金转子锻件的制造关键技术并积累关键数据,中国一重开展了700℃超超临界汽轮机转子用大截面镍基合金转子锻件的试制。通过多次镦拔的自由锻造方式完成了直径＞?600mm的试制件的制造。经过检测,锻态晶粒度可达4~6级,性能热处理态晶粒度可保持在1~2级,试制锻件室温抗拉强度>1000MPa,屈服强度>600MPa,冲击A_KV>45J,700℃抗拉强度>800MPa,屈服强度>500MPa,室温和700℃的延伸率和断面伸缩率均在20%以上,实现了大截面镍基合金锻件的均质化制造。     

GH4169合金中laves相初熔温度与升温速率关系研究

利用共聚焦激光扫描显微镜动态原位地观察了GH4169合金在不同升温速率下laves相的初熔过程,研究了laves相的升温速率与初熔温度的关系,得出了一级均匀化过程中适宜的升温速率范围为5~10℃/min,为生产提供科学参考。     

固溶和时效处理时间对IN706合金组织与性能的影响

研究了增加标准的980℃1h固溶-825℃ 2.5 h稳定化-720℃8 h+620℃8 h时效的处理时间对IN706合金(/%:0.03C,41Ni,16Cr,1.6Ti,2.9Nb)组织和性能的影响。结果表明,固溶处理时间(1～3 h)的增加,主要影响合金的晶粒尺寸,从而影响合金的性能;随稳定化处理时间(2.5～5 h)的增加,η相析出增多,导致强化相形成元素减少,合金性能亦有所下降,并对合金塑性和韧性产生不良影响;增加一级(8～18 h)和二级(8～36 h)时效处理的时间,会促进γ"和γ’相的析出,并且其形态也会发生变化,进而对合金的性能产生影响,但固溶1～3 h,稳定化2.5～5 h,以及一级时效8～18 h,二级时效8～36 h时合金的力学性能指标均满足标准要求。     

700℃先进超超临界汽轮机转子锻件用铁镍基合金的高温组织稳定性研究

对MN1合金和MN2合金进行了700℃和750℃时效处理和高温持久实验。结果表明:MN1合金在700℃下经时效处理后针状η相和γ″相均长大,Laves相析出,其组织稳定性差;当MNI合金的保温时间达到5 000 h或温度提高至750℃时,η相明显粗化,晶界和晶内均析出大量块状Laves相,导致其在700℃下高温持久性能较低;MN2合金在700℃下经时效处理后,细小的γ′相弥散析出于基体,晶界为短棒状η相,此组织在750℃下稳定性良好;MN2合金在700℃、10~5 h条件下的外推持久强度可达127 MPa,可作为700℃超超临界汽轮机转子的备选材料。     

Si对中碳弹簧钢氧化脱碳行为的影响

试验研究了成分(%)为0.49C-0.29Si-1.65Mn、0.53C-0.78Si-1.56Mn和0.54C-1.74Si-0.71Mn(60Si2MnA)3种中碳弹簧钢850℃5～120 min水冷和780～1 000℃60 min水冷热处理后的脱碳敏感性和氧化失重行为.结果表明,随钢中硅含量增加,钢的脱碳层深度增加,氧化失重量减少,说明Si能增加钢中碳的扩散系数,促进钢的脱碳.     

夹杂物尺寸对60Si2CrVA高强度弹簧钢的高周疲劳性能的影响

利用旋转弯曲疲劳实验,研究了3种商业生产的60Si2CrVA弹簧钢的高周疲劳破坏行为.结果表明,虽然实验料的氧含量相同,但由于钢中夹杂物尺寸的差异,使其高周疲劳性能存在明显差异.随着夹杂物尺寸的减小,实验料的疲劳寿命和疲劳强度均逐渐提高.夹杂物最为粗大的D-60料(平均夹杂物尺寸φin≈44.4μm),疲劳S-N曲线连续降低,疲劳断裂主要起源于钢中的粗大夹杂物,传统的疲劳极限消失;夹杂物最为细小的A-60料(φin≈15.4μm),疲劳断裂主要起源于表面基体,存在传统的疲劳极限.对于在低应力幅、高循环周次(约大于106)下,内部夹杂物引起的疲劳破坏,在夹杂物周围往往存在粗糙的粒状区域.     

超细晶粒高强度钢的延迟断裂行为

对于微合金化处理的42CrMoVNb钢，通过快速循环热处理的方法获得最小2μm的超细奥氏体晶粒，采用缺口拉伸延迟断裂实验研究了超细晶粒试样的延迟断裂行为。结果表明，随着晶粒细化，42CrMoVNb钢的强度和缺口拉伸延迟断裂抗力逐渐提高；但当晶粒细化到2μm时，强度和延迟断裂抗力均不再提高，在高温回火态，当晶粒尺寸在20—4μm范围时，断裂机制主要为穿晶断裂；但当晶粒进一步细化到2μm时，断裂机制转变为沿晶断裂，在低温回火态，不同晶粒尺寸的试样均主要为沿晶断裂，从降低应力集中和夹杂元素晶界偏聚等角度对超细晶粒高强度钢的延迟断裂行为进行了探讨。     

中碳高强度弹簧钢NHS1超高周疲劳破坏行为

测试了中碳高强度弹簧钢NHS1的超高周(109 cyc)疲劳破坏行为,并利用FESEM对疲劳断口进行了观察.NHS1钢的S-N曲线呈台阶型,在109 cyc内疲劳极限消失.疲劳断口分析表明,在高应力幅区,实验钢的疲劳破坏主要起源于基体表面;而在低应力幅长寿命区,疲劳破坏主要起裂于试样内部的夹杂物,形成"鱼眼"型断裂.在夹杂物周围存在一个粗糙的粒状亮区(GBF).GBF区边界的应力场强度因子为3.6 MPa·m1/2,与疲劳寿命无关,该值与疲劳裂纹扩展的门槛值相等;"鱼眼"边界的应力场强度因子同样与疲劳寿命无关,约为10.6 MPa·m1/2.     

镍基617合金动态再结晶微观组织演变与预测

通过Gleeble-3500热模拟试验机对镍基617合金进行等温压缩热变形实验,分析617合金在不同变形条件下各变形参数影响动态再结晶微观组织演变的规律。在对应力应变曲线及金相组织照片等实验数据计算分析的基础上,建立617合金动态再结晶模型,并将其导入有限元软件Deform-3D中,对617合金锻造工艺实验中晶粒组织演化进行数值模拟。结果表明:计算结果与实验结果相吻合,基本实现了变形过程微观组织的预测控制,验证了模型的准确性。