硅对定向凝固Ni3Al基合金IC6A微观组织和性能的影响

利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子探针(EPMA)、能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)技术研究了硅对定向凝固Ni3Al基合金IC6A微观组织的影响。结果表明在IC6A合金中添加0．10％～0．20％Si(质量分数,下同)会使合金的枝晶间区析出块状的Mo1.24Ni0.76相和Mo6(Ni0.75Si0.25)7相,当硅的添加量达到0．30％时,合金的枝晶间区除了析出这两种相外,还有针状的δ-NiMo相析出。这相的析出不利于合金的高温持久性能,它们的硬度较大,只能通过孪晶的方式变形。硅有利于提高IC6A合金的高温抗氧化性能,而对合金的抗腐蚀性能和瞬时拉伸性能无明显影响。     

等温锻造用模具材料的国内外研究发展状况

综述了不同温度范围内使用的等温锻造模具材料，对它们的使用情况和优缺点进行了讨论，分析了高强、难变形涡轮盘和粉末盘材料用高温合金以及金属间化合物，如TiAl等，形变对等温锻造模具材料的需求，并根据我国国情提出了1050℃以上使用的等温锻造模具材料的发展思路。     

不同稀土元素添加量对K465合金微观组织与力学性能的影响

利用金相技术和扫描电镜(SEM)观察分析了稀土元素(Ce+Y)含量对K465合金微观组织的影响,并测试了合金的室温瞬时拉伸性能和高温持久性能。结果表明:(Ce+Y)含量为0.03%(质量分数,下同)的合金碳化物变质处理后形态良好,高温持久性能大幅提高;(Ce+Y)含量为0.06%的合金枝晶间区大块γ′相的边缘析出富(Ce+Y)相,从而使合金的持久性能明显下降。     

定向凝固合金DZ466在涂 NaCl/Na2 SO4盐条件下热腐蚀行为

采用涂Na Cl/Na2SO4盐方法研究了DZ466合金在850℃和950℃条件下热腐蚀行为.结果表明:合金的腐蚀层包括三个区域,最外层为(Ni,Co)O氧化物层,次外层为尖晶石结构氧化层(Ni,Co)Cr2O4,内层为内腐蚀层,850℃时该层为Ni3S2,而950℃时除Ni3S2外,在靠近次外层还形成内氧化Al2O3;在850℃和950℃时合金的热腐蚀机制相同,氧化膜连续性的破坏,是合金遭受热腐蚀的主要原因;热腐蚀增重曲线均符合抛物线规律,其速率常数分别为3.1×10-11g2·cm-4·s-1和1.5×10-9g2·cm-4·s-1,热腐蚀激活能分别为179.2 k J·mol-1和138.3 k J·mol-1.     

钇和硅对Ni_3Al基IC6合金组织和性能的影响

利用电子探针研究了不同含量Y和Si对定向凝固Ni3Al基合金IC6微观组织的影响,测定了合金的1100℃抗氧化性能、1100℃／80MPa持久性能、1100℃热疲劳性能以及各种温度下的瞬时性能,结果表明,加适量Y有利于提高IC6合金的高温抗氧化性能、持久性能和热疲劳性能,Si也有利于提高IC6合金的高温抗氧化性能,而对持久性能和热疲劳性能不利,Y和Si对IC6合金联的瞬时性能均无明显影响     

第二代耐热腐蚀镍基单晶高温合金DD489及其典型性能

研究了燃气轮机用第二代耐热腐蚀单晶高温合金DD489的显微组织,组织稳定性,典型力学性能和耐腐蚀性能,并与RenéN5合金进行了比较。结果表明:DD489合金的一次枝晶臂间距为345. 0μm,固/液相线温度分别为1370. 1℃和1400. 8℃。标准热处理态合金枝晶干部位γ'相形貌接近立方体形,面积分数为68. 4%。DD489合金950℃长期时效γ'相粗化速率小于RenéN5合金。DD489合金具有优异的组织稳定性,耐热腐蚀性能与RenéN5合金相当,承温能力较RenéN5高约10℃,能够满足重型燃气轮机涡轮叶片的使用要求。     

K465高温合金短时超温后的显微组织退化及拉伸性能

航空发动机涡轮叶片在非正常工况下服役会发生短时超温的现象,导致叶片严重损伤。本工作利用高温拉伸实验设备,对航空发动机涡轮叶片用K465合金在1180~1270℃短时超温条件下的瞬时拉伸性能进行了测试。利用SEM、XRD和物理化学相分析的方法观察和定量表征拉伸前后的显微组织,研究了短时超温过程中显微组织的演变规律及其对拉伸性能的影响。结果表明:随超温温度增加,K465合金中γ′相、碳化物和晶界γ′膜逐步回溶;γ′相形成元素在枝晶间的富集导致枝晶间γ′相完全溶解温度显著高于枝晶干。在1270℃下,晶界与枝晶间残余共晶处发生初熔。合金的屈服强度随着超温温度的增加显著降低,由1000℃时的439MPa急剧下降至1180℃时的85MPa和1240℃时的26MPa。一次γ′相与晶界γ′膜的回溶及初熔是影响拉伸性能的主要因素。     

第一代镍基单晶高温合金的小角度晶界组织及室温拉伸性能

采用光学显微镜及扫描电镜研究了一种第一代镍基单晶高温合金小角度晶界的铸态和热处理态组织,并通过实验探索了小角度晶界试样的室温拉伸性能随晶界角度增加的变化规律。结果表明:合金铸态小角度晶界上分布有γ/γ'共晶组织、粗大γ'相及少量MC碳化物。热处理后,晶界上的γ/γ'共晶相已基本消除,MC碳化物仍保留在晶界上。晶界角度较小时,晶界上γ'相略大于晶粒内部且呈连续分布,晶界角度超过9.0°时晶界间隙逐渐变宽。拉伸试验结果表明,随晶界角度增加,试样的屈服强度逐渐降低。晶界角度低于3.7°时,试样的断裂特征与无晶界试样相同。晶界角度为3.7°时,试样沿晶界断裂。晶界角度大于3.7°时,断口位于扭转侧晶粒。晶界角度大于9.0°时试样未经过屈服阶段而发生脆性断裂。分析表明,晶界角度的增加导致固定侧晶粒、晶界和扭转侧晶粒三者强度关系发生变化以及晶界间隙宽度增大是小角度晶界试样断裂方式变化的原因。     

定向凝固镍基高温合金DZ466表面CoAl涂层的氧化及组织演变

采用低压化学气相沉积法(LP-CVD)在定向凝固镍基高温合金DZ466表面制备Co Al涂层,通过900℃下约5000 h恒温热暴露实验,研究了DZ466合金及其表面Co Al涂层的高温氧化行为和内部组织演变。结果表明,由于Co Al涂层Al含量较高,促进了表面Al_2O_3的形成,改善了DZ466合金900℃抗氧化性能。揭示了热暴露过程中Co Al涂层基体相及析出相的演变规律,涂层的基体相由b-Ni Al/Co Al相逐渐转化为g'-Ni3Al相,涂层与基体合金间的元素互扩散促使基体相转变优先在靠近基体合金侧进行。热暴露后,Co Al涂层中间层中析出a-Cr相,a-Cr相倾向于在碳化物附近形核并依附于碳化物生长。涂层内层中有针状TCP相(m相)析出,m相的整齐排列形态与g/g'的立方化组织密切相关。涂层内部组织演变存在遗传效应。     

高Cr铸造镍基高温合金K4648的母合金净度研究

对两炉冲击韧性存在明显差异的高Cr铸造镍基高温合金K4648进行了对比研究,通过分析两炉母合金的主量元素和气体含量,采用电子束纽扣锭(EB锭)实验观察合金内夹杂物和对母合金用原材料金属Cr的显微组织分析等方法研究了K4648母合金净度。结果表明:1#与2#炉批母合金主量元素无明显差别。1#母合金由于气体元素O含量高达(20.5±7.5)×10-6,远高于2#合金的6×10-6,造成其室温冲击韧性(aku)不及2#合金的一半,低于技术条件要求的19.6J/cm2。电子束纽扣锭(EB锭)实验可有效地将K4648中的夹杂物汇聚,经分析主要是富Y,Ce的氧化物和富Al氧化物。证明高Cr铸造镍基高温合金K4648中添加稀土元素Y,Ce可有效攫取合金中自由态的O和S,生成稳定的稀土氧化物或硫化物,起到净化合金的作用。K4648母合金原材料中金属Cr基体中固溶有15%(质量分数)的元素O,还分布有富Cr氧化物和Cr,Al,Si的复合氧化物。此外,还存在含N、贫O区域,该区域的维氏显微硬度可达8.2GPa,是Cr基体1.3GPa的6倍,证明N使金属Cr的硬度明显升高。