高W型Ni基高温合金M963中碳化物研究

研究了一种高W,Mo的Ni基高温合金M963中碳化物的种类、形态、分布及产生的相关工艺条件和形成机理.实验研究发现,根据碳化物产生的热力学条件不同,可以把M963合金中出现的碳化物分为:遗传型碳化物、自发形核型碳化物和析出型碳化物三类.未熔体处理的合金组织中以粗大的块状遗传型MC碳化物为主,遗传型碳化物多分布于晶界和枝晶间.经过熔体处理后,合金中开始出现自发形核的共晶型汉字碳化物,在更高的熔体处理温度1850℃以上,出现了自发形核的非共晶型颗粒碳化物,自发形核碳化物多分布于枝晶间.随熔体处理温度的升高,碳化物形态的变化顺序为:块状→汉字形→颗粒状,碳化物的尺寸变小,分布更加均匀.     

热处理工艺对SRR99镍基单晶高温合金组织和性能的影响

研究不同固溶处理温度和时效处理温度对SRR99镍基单晶高温合金的微观组织和持久性能的影响。利用扫描电镜和光学金相显微镜对显微组织进行表征和分析,利用GWT304常载拉伸蠕变试验机测试其持久性能。结果表明:随着一次时效温度的提高,二次γ′相尺寸逐渐增大,γ′相体积分数先增加后降低;随着固溶温度的提高,合金中残余共晶含量减少,偏析逐渐降低,在1050℃/150MPa条件下,合金的持久寿命呈现先增加后降低的趋势。     

熔体过热处理对高温合金M963的影响

研究了熔体过热处理对高W、Mo的M963镍基高温合金显微组织、瞬时强度及高温持久性能的影响.结果表明与未进行过热处理的合金相比,过热处理后M963合金的二次枝晶间距缩短,γ+γ'共晶尺寸减小.初生的MC型碳化物由分布很不均匀的粗大块状变为分布较为均匀的细小汉字状.同时碳化物中固溶的Nb、Ti的含量减少,而高熔点元素W、Mo的含量相应增加.γ'强化相的尺寸减小,瞬时极限拉仲强度提高18%,延伸率提高12%,持久寿命提高182%.     

NiCrAlY涂层对镍基单晶高温合金氧化性能的影响

采用磁控溅射方法在镍基单晶高温合金基体上沉积NiCrAlY微晶涂层.用热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段研究了镍基单晶高温合金及其NiCrAlY微晶涂层在900～1100℃静止空气中的氧化行为.结果表明,镍基单晶合金及其微晶涂层在900℃表现出相同的增重规律,即经初期快速增重后,两者的氧化增重都变得非常平缓;在1000℃,单晶合金的氧化膜不断剥落,使动力学曲线上下起伏,而微晶涂层经初期快速增重后,动力学曲线趋于平缓;在1100℃,单晶合金由于氧化增重远大于氧化膜剥落所造成的失重,使氧化动力学曲线在整个氧化过程中都呈迅速增长趋势,而微晶涂层的氧化动力学基本符合抛物线规律.单晶合金表面形成含Al2O3、Cr2O3、NiO、CrTaO4和Ni(Al,Cr)2O4尖晶石等的复合氧化膜.施加NiCrAlY微晶涂层后,镍基单晶合金表面形成连续、致密且结合良好的单一氧化物Al2O3,使合金的抗氧化性能明显提高.     

熔体过热处理对M963合金凝固偏析的影响

研究了熔体过热处理对M963铸造镍基高温合金凝固偏析的影响。结果表明，熔体过热处理对Al，Co和Ni的偏析影响不磊；1923K，5min熔体过热处理，使Ti，Nb和W的偏析增大，Mo和Cr的偏析减小。元素偏析程度的改变足由于合金熔体结构的变化引起的。     

熔体过热处理对铸造镍基高温合金吸氮行为的影响

研究了不同温度的熔体过热处理对M963合金吸氮行为的影响。结果表明：在1600～1650℃进行熔体过热处理，合金中的氮含量因精炼作用而略有降低；但当过热温度达到1700℃时，由于熔体结构的变化而使合金开始吸氮；当过热温度达到l850℃时，合金中的氮含量由原来的0．0006％(质量分数)急剧增加到0．0047％(质量分数)。     

型壳保温温度对DD98单晶合金组织和性能的影响

研究了不同的型壳保温温度对一种铸造单晶高温合金DD98铸态组织、热处理组织和持久性能的影响。结果表明，随着上下区型壳保温温度的升高，固液界面前沿的温度梯度增大，而糊状区的宽度减小。铸态下，随着上下区型壳保温温度的升高，其一次和二次枝晶间距均减小，枝晶间和枝晶干上的γ’尺寸差别减小，并且枝晶间的γ’形状也逐渐变得规则，合金的显微偏析程度降低。热处理后，高的型壳保温温度可获得尺寸细小的γ’和较少的残留共晶。合金的持久寿命随着型壳保温温度的升高而增加，但相应的持久延伸率降低。     

冶炼工艺对M963合金高温持久性能的影响

研究了浇注温度、熔炼温度对M963合金高温持久性能的影响。结果表明：随浇注温度升高，持久寿命随之提高；但浇注温度过高，(γ＋γ)相聚集，晶界变宽，导致合金持久寿命下降；随熔炼温度升高，铸态组织中MC碳化物变得细小均匀，合金持久寿命显著提高。但过高的熔炼温度却使合金中氮含量急剧升高，显微疏松增多，持久寿命下降。     

M963合金高温蠕变过程中显微组织的演化及断裂机理

研究了M963合金在975℃×225MPa条件下蠕变过程中的组织演化及断裂机理.结果表明M963合金的蠕变曲线呈现出明显的3个阶段且稳态蠕变速率较低;蠕变过程中,γ'相粒子逐渐筏形化,由初始阶段分布在γ基体中的立方状孤立相转变为蠕变后期包围γ相的连续相;在枝晶干上有颗粒状M6C碳化物析出;蠕变变形机制从初始阶段的Orowan绕过γ'相粒子变为蠕变后期的位错切过γ'相粒子.     

热处理对M963合金显微组织和拉伸性能的影响

研究了不同热处理工艺对M963合金显微组织和拉伸性能的影响。结果表明，经1210℃，4h空冷固溶处理后，合金的强度升高，但塑性降低，尤其是在高温(900℃)时塑性降低幅度更大：固溶处理后再进行850℃，16h炉冷时效，强度进一步提高，高温塑性获得恢复，但室温塑性进一步降低。扫描电镜观察发现：合金在l210℃，4h空冷固溶处理过程中，初生MC碳化物发生转变，并在晶界和枝晶间析出M6C碳化物；在固溶处理后的空冷过程中，从γ溶体基体中析出细小γ相；经850℃，16h低温时效后，γ充分析出并长大。断口形貌分析表明不同热处理状态的合金，其断裂机制不同。根据位错与强化相之间的相互作用理论讨论了这种热处理工艺对室温和高温拉伸性能的不同影响规律。