超温对DD6单晶高温合金组织及高周疲劳性能影响

为了研究超温对DD6单晶高温合金组织及高周疲劳性能的影响,对标准热处理的DD6合金进行1200℃/1 h、1200℃/50 MPa/1 h 2种条件高温短时热处理以模拟超温过程。采用SEM观察标准热处理、1200℃/1 h、1200℃/50 MPa/1h条件下的合金组织,在旋转弯曲疲劳试验机上测试了上述3种条件合金的高周疲劳性能。结果表明:1200℃/1 h的超温使DD6合金的γ'相尺寸稍微增大,立方化及均匀化程度明显降低,基体通道区域析出少量细小二次γ'相,γ/γ'相界面出现锯齿化现象;1200℃/50 MPa/1 h的超温使DD6合金γ'相尺寸增大,立方化及均化化程度明显降低,基体通道显著变宽,基体通道区域析出大量细小二次γ'相,γ'相产生了轻微的定向粗化;1200℃/1 h的超温使合金高周疲劳性能降低,1200℃/50 MPa/1 h的超温的合金高周疲劳性能与标准热处理合金的相当,合金800℃条件下的疲劳断口呈类解离断裂特征。     

应力比对单晶高温合金高周疲劳行为的影响

为了研究应力比对DD6单晶高温合金高周疲劳行为的影响,在轴向疲劳试验机上分别测试了DD6合金1070℃条件下应力比为-1、-0.33、0.1、0.5、0.8的疲劳性能,采用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)观察分析了不同应力比合金的断口形貌和显微组织。结果表明：DD6合金不同应力比条件下的疲劳寿命均随应力幅值和平均应力的增加而降低;当应力幅值恒定时,DD6合金疲劳寿命随着应力比的增大而降低;当平均应力恒定时,应力比R＜0.5条件下的疲劳寿命随着应力比的增大而增加,同时,当平均应力增大到一定程度时,应力比对合金的疲劳寿命无明显影响。DD6合金低应力比条件下的疲劳断裂模式为类解理断裂,该条件下高温氧化有助于疲劳裂纹的萌生和扩展;高应力比条件下的疲劳断裂模式为韧窝断裂;中等应力比条件下疲劳断裂模式具有类解理断裂和韧窝断裂同时存在的特征。     

W对第三代单晶高温合金抗氧化性能的影响

采用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)及能谱(EDS)等方法研究了不同W含量的3种试验单晶高温合金在1100℃的恒温氧化行为。结果表明:8%W合金氧化增重最大,6%与7%W的增重量相当,3种合金氧化动力学曲线近似遵从抛物线规律。试验合金氧化100 h后氧化膜剥落严重,8%W含量试验合金表面氧化膜剥落较6%和7%W合金严重,氧化膜由3层构成:最外层主要为(Ni,Co)O;中间层主要为氧化物和尖晶石相;最内层是连续的A1_2O_3层。在合金基体形成了γ'贫化层。在本合金体系下,随W元素含量变化,改变了试验合金1100℃氧化机制,在合金设计时,兼顾合金高温强度与抗氧化性能,应选择W含量不超过7%为宜。     

小角度晶界对DD6单晶高温合金持久性能和断裂特征的影响(英文)

用双籽晶法制备了带有扭转小角度晶界的DD6单晶高温合金双晶试板。在760℃/758 MPa, 850℃/550 MPa 和 980℃/250 MPa条件下研究了小角度晶界对合金持久性能和断裂特征的影响,用扫描电镜分析了断口形貌和断裂机制。结果表明,晶界角度相对较小时,对合金的持久性能影响较小。在同一测试条件下,合金的持久性能随着晶界角度增大而减小。在同一测试条件下随着晶界角度增大,或者在相同晶界角度随着测试温度升高应力减小,持久断裂有逐渐出现沿晶断裂的趋势。     

试样尺寸对一种单晶高温合金组织的影响

 通过制备两种不同尺寸单晶试样的凝固试验，研究了试样尺寸对DD3单晶高温合金组织的影响。结果表明，在相同的凝固工艺条件下，试样尺寸增大，合金的一次枝晶间距和二次枝晶间距变大，合金元素的偏析程度稍有增加，枝晶干和枝晶间的铸态γ′相尺寸稍有增大，显微疏松无明显改变，共晶的尺寸和含量增加；经相同的热处理工艺处理后，试样尺寸增大，合金枝晶干和枝晶间的γ′相尺寸稍有增大。     

一种单晶高温合金的组织和持久性能

研究了一种第二代单晶高温合金的显微组织和不同条件下的持久性能.研究结果表明合金铸态组织由γ相、γ′相和共晶相组成.完全热处理后，无共晶和初熔，γ′相立方化较好.合金不同条件下持久性能良好.在760 ℃/800 MPa条件下持久断裂为类解理断裂，而合金980 ℃/250 MPa、1 100 ℃/140 MPa的高温持久断裂显示出韧窝断裂特征.持久断裂组织分析表明，在760 ℃/800 MPa条件下，γ′相仍保持立方状.在980 ℃/250 MPa条件下，γ′相发生筏排化.在1 100 ℃/140 MPa条件下，γ′相筏排化更严重.      

[011]取向DD6单晶高温合金薄壁持久性能

采用薄壁试样研究了760,980,1070℃条件下[011]取向第二代单晶高温合金DD6的持久性能.结果表明:与标准试样(直径5mm)相比,DD6单晶高温合金薄壁试样的持久寿命与之相当.对合金760℃/590MPa,980℃/270MPa及1070℃/270MPa条件下组织分析发现:760℃合金γ’相局部发生变形,98...     

陶瓷弹丸喷丸强化对DD6单晶高温合金表面完整性的影响

采用陶瓷弹丸对DD6单晶高温合金进行喷丸,研究喷丸后DD6单晶表面形貌、表面粗糙度、表面层组织结构、显微硬度等表面完整性性能变化。结果表明:喷丸后,DD6单晶表面完整性性能发生较大变化,表面层组织产生严重塑性形变,表面粗糙度Ra升高,然而,采用特定参数喷丸后,表面粗糙度上升的同时,表面应力集中系数反而下降。喷丸后DD6单晶表面γ相和γ′相均发生剧烈的位错增殖,起到组织强化的作用。两种工艺喷丸后,表面显微硬度HV基本一致,达到620,比原始的磨削表面提高44%,加工硬化显著。     

一种常温间接测量液态高温合金表面张力的方法

由于液态合金与铸型界面间的相互作用,液态的自由表面与铸型表面接触处形成弯月形的空间曲面.基于此,提出了一种测量液相线温度下表面张力的方法.对于具有一定宽度结晶范围的高温合金,对定向凝固过程分析发现,凝固后的自由表面弯月形曲面在能够较为精确反映液相线温度下液态合金的弯月形曲面.在常温下测量弯月形曲面,根据Young-Laplace关系计算,就可以得到该合金液相线温度下的表面张力.通过对单晶高温合金DD6进行实验,得到液相线温度下DD6的表面张力约为1.34J·m~(-2).     

单晶高温合金DD6的中温横向持久性能

在800,850,900℃的温度条件下,对第二代单晶高温合金DD6的横向持久性能进行了研究.结果表明:与相同条件下的纵向即[001]取向持久性能相比,合金横向持久寿命低于纵向持久寿命.在相对较高温度下,合金横向与纵向的持久寿命在数值上相差较小;在相对较低温度下,合金横向持久寿命明显低于纵向.随着实验温度的升高,扩散蠕变作用增强,韧窝断裂的倾向增加,同时枝晶间和枝晶干变形均匀,横向持久性能相对提高而接近于纵向持久性能.垂直于应力轴的一次枝晶界和枝晶间区域的存在,是横向持久性能低于[001]取向的主要原因.