固溶处理对新型镍钴基高温合金显微组织及力学性能的影响

采用OM、SEM和拉伸试验等研究了固溶温度和固溶时间对新型镍钴基高温合金组织及力学性能的影响。结果表明,晶粒尺寸变化与一次γ′相含量变化一致,固溶温度低于1110℃时,随着固溶温度升高或固溶时间延长,残留的一次γ′相钉扎晶界,晶粒尺寸增加较缓。固溶温度为1110℃时,延长固溶时间至4 h时,一次γ′相基本回溶,晶粒尺寸迅速增加,进一步延长固溶时间至6 h时,晶粒尺寸增加减缓,即合金中一次γ′相的全溶温度为1110℃。合金在1100℃固溶4 h和双级时效处理(670℃×24 h,空冷+780℃×16 h,空冷)后的抗拉强度和屈服强度达到最大值,分别为1584 MPa和1104 MPa。因此,合金的固溶温度宜选取为1100℃,固溶时间宜选取为4 h。     

固溶冷却介质对GH4720Li合金组织和性能的影响

γ'相的形貌对GH4720Li合金的性能起着十分重要的作用。固溶淬火时高冷速可以增加基体的过饱和度,有利于获取细小的γ'相组织,然而过高的冷速容易导致工件淬火开裂。因此,工业生产中选择适当的冷却介质控制固溶淬火的冷却速度就显得尤其关键。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)等手段研究了不同冷却介质对GH4720Li合金组织和性能的影响。结果显示,固溶冷却介质对GH4720Li合金的晶粒尺寸、一次γ'相形貌和数量无影响;水冷试样中二次γ'相的数量最少、三次γ'相的尺寸最小;水溶性淬火剂(20%浓度)冷却后的样品中三次γ'相的尺寸最大,室温、高温拉伸的屈服强度略低于其他样品。     

航空发动机用粉末高温合金及制备技术研究进展

本文概述了我国粉末高温合金及制备技术的研究进展。在粉末制备方面,重点介绍了Ar气雾化制粉技术关键因素,包括设备、雾化过程、粒度控制、O含量控制、粉末形貌控制和夹杂控制等。针对涡轮盘件制备技术,总结了双性能涡轮盘、双合金整体叶盘技术和等温锻造模具用材料的研究进展。此外,还介绍了在粉末高温合金高通量实验和表征以及蠕变行为等方面的研究进展。结合当前航空发动机、3D打印等高端工程用材料重大需求,对我国粉末高温合金制备技术和发展方向进行了展望。     

Ta含量对FGH4098粉末高温合金力学性能的影响北大核心

研究了不同Ta含量FGH4098合金的冲击韧性(室温),拉伸性能(室温、650℃、750℃)和持久性能(650℃、750℃),以及650℃疲劳裂纹扩展速率,并结合不同Ta含量合金的冲击、拉伸、持久断口和650℃/3 000 h、750℃/3 000 h两种时效处理制度后的显微组织,分析了Ta含量对合金力学性能的影响。结果表明:合金中Ta含量过高会显著降低合金的冲击韧性,Ta含量在1.2%～3.6%(质量分数,下同)间的合金冲击韧性维持在较高水平;随着Ta含量的增加,FGH4098合金室温和高温抗拉强度逐渐增加,Ta含量为1.2%～3.6%的合金,其室温和高温拉伸塑性较好;随着Ta含量的增加,合金650℃持久寿命显著增加,但在750℃下,过量的Ta会促进TCP相的析出,严重影响合金的高温持久性能,Ta含量在2.4%～3.6%时,合金的持久性能最优。随着Ta含量的增加,合金650℃疲劳裂纹扩展速率逐渐降低。综上,Ta含量在2.4%～3.6%间的FGH4098合金的综合力学性能最优。     

GH4720Li合金中温区低周疲劳行为研究

奥氏体沉淀强化GH4720Li合金用于制备航空发动机涡轮盘,其服役条件下的疲劳性能是当前研究的热点.研究了GH4720Li合金在中温区(450和550 ℃)不同应变条件下的低周疲劳行为.结果表明,GH4720Li合金的剪切模量和杨氏模量随着温度的升高而不断降低,但是中温区的抗拉强度和屈服强度不随温度而剧烈下降.GH47...     

热压缩参数对新型粉末高温合金微观组织的影响

采用电子背散射衍射(EBSD)方法,研究了某新型粉末高温合金热压缩过程中显微组织演变。结果表明,提高变形温度能够促进动态再结晶(DRX)。随着应变速率的升高,再结晶分数先降低后升高;高变形温度和低应变速率促进了晶粒的生长;变形温度的上升有利于孪晶的形成,但过高温度下界面能降低,孪晶的形成受到抑制。晶界迁移时间抑制孪晶的产生,而高应变速率下储存能的增大导致孪晶含量增大;高变形温度能够增强动态回复(DRV),从而降低几何必须位错(GND)密度。而应变速率的上升由于减少动态回复时间和产生压缩热,使GND密度先上升后下降。     

TNM-Ti Al合金室温高周疲劳性能研究

采用升降法与成组法对TNM-TiAl合金试样进行了应力比R=-1的室温拉压疲劳和R=0.1的室温拉伸疲劳试验,得到TNM-TiAl合金的P-S-N曲线,并对断口进行了分析。结果表明:TNM-TiAl合金对应力十分敏感,R=-1和R=0.1时的曲线整体呈较为平直的斜线,R=-1时的疲劳极限为414.7 MPa,R=0.1时的疲劳极限为285.6 MPa。R=0.1的S-N曲线远低于R=-1的S-N曲线;R=-1时,应力幅与疲劳寿命的关系满足Basquin方程。疲劳试件宏观断口较为粗糙,静态拉伸宏观断口平整,两者差异较大。拉伸断口整体分为裂纹萌生区与扩展区,其中起裂源均位于试样表面或板状试件的边角棱线处,起裂源区域包括γ相的解理断裂面、片层团的沿层解理面以及β₀相平整的穿晶断裂平面等特征。疲劳断口整体分为裂纹萌生区、扩展区与瞬断区,其中裂纹萌生区分为表面沿层起裂和γ相起裂。TNM-TiAl合金的疲劳断裂为脆性断裂,主要体现在扩展区上大量的片层团穿层断裂、扭折撕裂、γ相解理断裂和β₀相穿晶断裂。同寿命量级下,R=-1的断口与R=0.1的断口断裂类型...     

钛合金异形薄壁壳体铸造工艺数值模拟及优化

为解决钛合金精密铸造产品合格率低、试验优化周期长的问题,以某钛合金异形薄壁件为研究对象,采用逆向工程手段优化浇注系统设计。结合ProCAST有限元分析软件确定铸件缺陷分布位置,依据铸件缩松分布情况对铸造方案进行迭代优化,解决铸件承力板区域缩孔问题。根据优化结果进行生产验证,结果表明,钛合金铸件采用真空熔模铸造方案,铸件上、下端分别设置3处浇/冒口时,模拟结果显示铸件凝固过程整体温度分布合理,铸件中的缩孔均被优化剔除。该工艺方案可行性高,试制件无损检测结果与数值模拟结果吻合度高,铸件成形质量、冶金质量均达到预期效果。     

NS163合金内氮化过程

在1050~1200℃温度范围内对NS163合金进行了内生氮化处理,通过氮化层深度随时间和温度的变化来表征氮化速率,并进行了NS163合金内生氮化过程的动力学分析。结果表明:氮化处理后获得了平行于表面的(Ti,Nb)N氮化物层,该氮化物有高温稳定、量大、细小和晶内弥散分布的特点;氮化层厚度与氮化时间之间满足抛物线关系;采用抛物线速率常K_p表征了不同温度的氮化速率,K_p随温度升高逐渐增大,二者满足Arrhenius型关系,表明内氮化过程受热激活过程控制;由此提出定量关系式来表达氮化层厚度与氮化时间和温度的关系。     

镍基粉末高温合金FGH97的强化设计北大核心CSCD

为了提高粉末高温合金FGH97的拉伸强度,同时保持基础合金良好的塑性、高温持久性能和较好的组织稳定性,通过正交设计和热力学计算,调整了FGH97中Co、Cr、Mo、W 4种固溶强化元素的含量,结合热力学计算结果筛选出3种成分的设计合金,对合金进行显微组织观察、物理化学相分析、室温高温拉伸等力学性能检测,以及长时效热处理试验。结果表明:在FGH97基础上调整成分的设计合金具有更高的室温、高温拉伸强度,实现了很好的强化效果;设计合金塑性损失不明显,还具有更长的高温持久寿命及较好的组织稳定性。