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1.
基于弹塑性有限元理论,采用三维塑性体/塑性体摩擦副模型,考虑实际焊接过程中两侧工件散热条件的差异,建立了FGH96高温合金管惯性摩擦焊过程有限元模型,计算了焊接过程中瞬态温度场和轴向应力场的分布,研究了初始转速、顶锻力和转动惯量对接头温度场和飞边形貌的影响。模拟的飞边形貌与试验所得焊件误差仅为5%,验证模型的可靠性。模拟结果表明,惯性摩擦焊过程中,摩擦界面升温迅速,峰值温度可达1 335 ℃,塑性变形主要发生在距界面4 mm的区域内,该区域轴向温度梯度较大。摩擦界面附近压应力值从中心到边缘逐渐降低,界面边缘应力状态由压应力转变为拉应力,飞边根部由于挤压变形,存在压应力集中。提高初始转速和转动惯量均能增加焊接热输入,延长摩擦时间,提升峰值温度,增加飞边挤出量;加大顶锻力可提高机械能转化成热能的效率,缩短摩擦时间,增加轴向缩短量和飞边卷曲度。 创新点: 塑性体/塑性体有限元模型能够综合考虑接触面力的相互作用,采用更符合实际的三维双塑性体模型,对FGH96高温合金环形工件惯性摩擦焊过程进行了数值模拟。  相似文献   
2.
梁钪  郑松波  高颂  张涛  张艳 《冶金分析》2022,42(10):16-23
准确测定粉末高温合金中微量及痕量元素,对粉末高温合金的生产、应用具有重要意义。将样品在放电电流40~45 mA,放电电压1 100~1 200 V,氩气流速400~450 mL/min下进行辉光放电激发,选择合适的同位素和分辨率以消除质谱干扰,使用基体匹配的内控标准样品和标准物质校准各待测元素的相对灵敏度因子(RSF),实现了高流速高分辨辉光放电质谱法(GDMS)对粉末高温合金中硼、钠、镁等26种微量及痕量元素的测定。采用实验方法对粉末高温合金内控样品中26种微量及痕量元素进行测定,各待测元素的测定值与参考值基本一致,测定结果的RSD(n=6)在0.9%~15.4%之间。采用实验方法对粉末高温合金样品进行测定,测定结果分别与电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定硼、铁和锆,高频感应燃烧红外吸收法测定硫,原子荧光光谱法测定硒,高分辨电感耦合等离子体质谱法(HR-ICP-MS)测定其余元素(钠、镁、硅、磷、钙、钒、锰、铜、镓、砷、银、锡、锑、碲、镧、铈、铪、钽、铊、铅和铋)的结果保持一致,测定结果的RSD(n=6)在0.2%~26.6%之间。  相似文献   
3.
In this study, a kind of Ni-based superalloy specially designed for additive manufacturing (AM) was investigated. Thermo-Calc simulation and differential scanning calorimetry (DSC) analysis were used to determine phases and their transformation temperature. Experimental specimens were prepared by laser metal deposition (LMD) and traditional casting method. Microstructure, phase constitution and mechanical properties of the alloy were characterized by scanning electron microscopy (SEM), transmission scanning electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD) and tensile tests. The results show that this alloy contains two basic phases, γ/γ', in addition to these phases, at least two secondary phases may be present, such as MC carbides and Laves phases. Furthermore, the as-deposited alloy has finer dendrite, its mean primary dendrite arm space (PDAS) is about 30-45 μm, and the average size of γ' particles is 100-150 nm. However, the dendrite size of the as-cast alloy is much larger and its PDAS is 300-500 μm with secondary and even third dendrite arms. Correspondingly, the alloy displays different tensile behavior with different processing methods, and the as-deposited specimen shows better ultimate tensile stress (1,085.7±51.7 MPa), yield stress (697±19.5 MPa) and elongation (25.8%±2.2%) than that of the as-cast specimen. The differences in mechanical properties of the alloy are due to the different morphology and size of dendrites, γ', and Laves phase, and the segregation of elements, etc. Such important information would be helpful for alloy application as well as new alloy development.  相似文献   
4.
The uniform refinement mechanisms and methods of deformed mixed and coarse grains inside a solution-treatment Ni-based superalloy during two-stage annealing treatment have been investigated.The two-stage heat treatment experiments include an aging annealing treatment(AT)and a subsequent recrystallization annealing treatment(RT).The object of AT is to precipitate some δ phases and consume part of storage energy to inhibit the grain growth during RT,while the RT is to refine mixed and coarse grains by recrystallization.It can be found that the recrystallization grains will quickly grow up to a large size when the AT time is too low or the RT temperature is too high,while the deformed coarse grains cannot be eliminated when the AT time is too long or the RT temperature is too low.In addition,the mixed microstructure composed of some abnormal coarse recrystallization grains(ACRGs)and a large number of fine grains can be observed in the annealed specimen when the AT time is 3 h and RT tem-perature is 980℃.The phenomenon attributes to the uneven distribution of δ phase resulted from the heterogeneous deformation energy when the AT time is too short.In the regions with a large number of δ phases,the recrystallization nucleation rate is promoted and the growth of grains is limited,which results in fine grains.However,in the regions with few δ phases,the recrystallization grains around grain boundaries can easily grow up,and the new recrystallization nucleus is difficult to form inside grain,which leads to ACRGs.Thus,in order to obtain uniform and fine annealed microstructure,it is a prereq-uisite to precipitate even-distributed δ phase by choosing a suitable AT time,such as 12 h.Moreover,a relative high RT temperature is also needed to promote the recrystallization nucleation around δ phase.The optimal annealing parameters range for uniformly refining mixed crystal can be summarized as:900℃×12 h+990℃×(40-60 min)and 900℃×12 h+1000℃×(10-15 min).  相似文献   
5.
研究了镍基高温合金GH202在800~1100 ℃高温氧化后晶粒、碳化物和强化相的演变过程。采用透射电子显微镜、扫描电子显微镜和电子背散射衍射对其微观结构进行了表征。结果表明:镍基高温合金的硬度随氧化温度的升高而降低,1100 ℃氧化100 h后,硬度降低了43.5%。800和900 ℃氧化后晶粒生长速度较慢,而经900 ℃氧化后晶界碳化物析出显著增加。在1000和1100 ℃氧化后,晶粒尺寸明显增大。氧化过程中晶界迁移是由晶界两侧自由能差决定,温度越高,晶界向曲率中心迁移越快,大量细小晶粒被吞并形成了大晶粒。大块状碳化物(MC)分解成大量的碳原子,与Cr原子结合形成少量的富Cr颗粒状M23C6。在900 ℃氧化150 h后,M23C6演化为富Ti的M6C。随着氧化温度的升高,碳化物在γ相中回熔。在800、900和1000 ℃氧化后,γ′相逐渐长大,在1100 ℃氧化100 h后,完全溶解于γ相。  相似文献   
6.
镍基高温合金GH4698的热变形组织演变机理   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
王岩  谷宇  王珏  李吉东 《金属热处理》2021,46(6):221-224
采用热模拟等研究方法,对不同变形工艺条件下的GH4698热变形组织演变机理开展了研究。结果表明:高温低速变形有利于动态再结晶进行,材料发生完全动态再结晶的初始变形温度大于1150 ℃;从工程角度出发,合金初始变形温度推荐1200 ℃,采用低速变形原则(0.01~0.1 s-1),为获得相对均匀的锻造组织,终锻温度应高于1050 ℃,锻造过程可多火次完成;经GJB 3782标准推荐多级热处理后,晶粒内部存在大量弥散分布的γ′纳米析出物,起到良好的析出强化作用。  相似文献   
7.
The combined effect of resistance spot welding and precipitation hardening on the localised corrosion of A286 superalloy is studied. The specimens tested by double loop electrochemical potentiokinetic reactivation were welded in the solution treated condition, and then subjected to different precipitation hardening treatments. For both base metal and weld nugget, the maximum localised corrosion is reached when η phase is clearly observable. The fact that the localised corrosion resistance of weld nugget is different from that shown by base metal may be explained by the segregation of Ni and Ti towards the interdendritic region of weld nugget (studied by using scanning electron microscope/energy dispersive X-ray analysis).  相似文献   
8.
为了解和掌握GH4169高温合金热处理过程中动态应变时效(dynamic strain ageing, DSA)现象对力学性能的影响,通过高温单轴拉伸实验及数值模拟的方法对固溶态该合金高温条件下DSA现象进行了实验及模拟研究.不同应变率的单轴拉伸实验在620 ℃的高温下进行,应变速率分别为10-2、10-3、10-4 s-1.实验结果表现出了由DSA效应导致的负的应变率敏感性,以及明显的锯齿状屈服现象.基于热激活能的塑性流动法则并对DSA效应予以明确考虑,建立了材料宏观一维本构模型,其中变形阻力被分为位错滑移阻力及DSA效应导致的变形阻力两部分,DSA效应模型中引入等效时效时间及等效热激活等待时间两个内变量,通过最小二乘法进行参数拟合.该本构模型的计算结果与实验结果具有较高的一致性. 结果表明,通过分析本构模型中内变量的变化趋势得出结论,位错滑移阻力随应变速率的提高表现出上升趋势,而DSA效应导致的变形阻力随应变率的提高表现出下降趋势. 因此,材料强度在一定应变率范围内的应变率负相关现象是由于DSA效应及正的率效应两种机制之间的竞争所导致.  相似文献   
9.
不同气氛对激光熔覆IN718涂层形貌、组织与性能的影响   总被引:2,自引:2,他引:0  
目的研究不同气氛条件下激光熔覆IN718高温合金涂层的微观偏析。方法利用激光熔覆技术,在不同送粉气和不同保护气条件下制备了IN718高温合金涂层,并对制备的涂层进行双时效热处理。采用光学显微镜观察显微组织结构和特征,采用扫描电镜和能谱仪对涂层组织和相成分进行分析,采用维氏硬度计对涂层热处理前后的硬度进行测定。结果送粉气种类对熔覆层的形貌和组织有一定影响,而保护气种类对熔覆层的形貌和组织影响不明显。与氩气作为送粉气制备的涂层相比,氦气作为送粉气制备的涂层组织更加细密,Laves相的尺寸更小且分布更均匀,Laves相的体积分数由氩气送粉的9.35%减少到氦气送粉的5.25%,并且Laves相中Nb的质量分数由20%下降到16%,涂层硬度由287HV0.2提高到306HV0.2。双时效热处理后,涂层的显微硬度明显提高,氦气作为送粉气制备的涂层硬度为468HV0.2,高于氩气作为送粉气制备的涂层硬度447HV0.2。结论氦气作为送粉气能有效降低激光熔覆IN718涂层的Nb元素偏析,同时细化涂层组织,提高涂层显微硬度。氦气作为保护气对涂层形貌和组织的影响不明显。  相似文献   
10.
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。  相似文献   
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