固溶温度对FGH95粉末高温合金性能的影响

采用等离子旋转电极工艺 (PREP)制取镍基高温合金FGH95粉末。粉末经过筛分、静电分离去除非金属夹杂和在 40 0℃、1 33× 1 0 -2 Pa压力条件下真空脱气 ,然后装入不锈钢包套中 ,在 1 1 80℃热等静压 (HIP)固结处理。试样经过 1 1 2 0～ 1 1 80℃固溶处理、540℃盐浴淬火和两级时效处理 ,研究了固溶处理温度对FGH95粉末高温合金室温和 650℃的拉伸以及 650℃光滑持久性能的影响。结果表明 :在 1 1 2 0～ 1 1 80℃固溶处理 ,晶粒度没有变化。随着固溶温度的升高 ,室温和 650℃的性能变化规律相同 ,即强度增加 ,塑性降低 ,持久寿命升高 ,在 1 1 60℃以上固溶处理 ,抗拉强度变化不大 ,持久寿命开始下降  

FGH96合金晶粒长大规律的研究

对FGH96合金在热处理过程中晶粒长大规律进行了系统的研究。结果表明，γ’相对晶粒长大有显著阻碍作用，在低于γ’相固溶温度(1109℃)热处理时，大量未溶解的γ’相使得晶粒长大缓慢；在高于γ’相固溶温度以上时，合金为单相奥氏体组织，晶粒随温度的升高快速长大。晶粒长大动力学表明：在高于，相固溶温度以上时，晶粒生长指数随着热处理温度的升高而增加；在热处理温度为1135℃和1150℃下的晶粒长大激活能为293．4kJ／mol，晶粒长大机理为自扩散过程控制机理，并建立了相应的晶粒长大动力学方程。  

等离子旋转电极雾化FGH95高温合金粉末颗粒凝固组织特征

对等离子旋转电极雾化(PREP)FGH95高温合金粉末颗粒凝固组织特征进行研究,并用数值分析方法计算了FGH95合金粉末凝固过程中冷却速率与粉末粒度之间的关系,结果表明:粉末颗粒表面凝固组织主要是树枝晶和胞状长大晶,随着粉末颗粒尺寸的减小,内部凝固组织由树枝晶为主逐渐转变为以胞状晶及微晶组织为主,冷却速率与粉末粒度之间的关系为T=2.267×109d-1.649,由此得出FGH95合金二次枝晶臂距与冷却速率之间的关系为S=36.2T-0.24.  

等离子旋转电极雾化熔滴的热量传输与凝固行为

建立了在等离子旋转电极雾化 (PREP)制取合金粉末的过程中雾化熔滴的轨道运动方程 ,讨论了雾化熔滴在凝固过程中的热量传输与凝固行为 ,并确定了定量计算换热系数所需的雾化熔滴初始速度。用数值求解方法计算了FGH95高温合金雾化熔滴在PREP过程中的速度及其在凝固过程中的温度、固相分数、冷却速率等凝固参数。结果表明 :在作者提出的工艺参数下 ,FGH95合金熔滴的冷却速率达 10 4 K/s量级以上 ,合金过热度对冷却速率的影响主要在全液态阶段 ,而冷却速率和固相分数对氩氦气体的混合比例极其敏感  

FGH96合金锻造盘坯热处理过程中的晶粒长大行为

研究了等温锻造后的FGH96合金盘坯件在热处理过程中的晶粒长大规律。结果表明，当热处理温度低于1050℃时，盘坯轮心部位的晶粒几乎不长大；当热处理温度高于1120℃时，轮缘部位晶粒长大迅速；在单相奥氏体区，晶粒的长大规律满足Beck方程，其生长指数随温度升高而增加。当温度一定，初始晶粒越细，其长大速率越快并且生长指数值越高。建立了轮缘部位的晶粒长大动力学方程。  

新型粉末高温合金静态再结晶退火的试验研究

通过对热等静压态某高温合金冷变形试样在不同温度和不同保温时间段进行再结晶退火试验，结合热力学计算研究了静态再结晶晶粒尺寸的变化规律。结果表明，该合金中r′相的开始固溶温度为1109cC；在1050℃；低于r′相温度再结晶退火，晶粒尺寸随退火时间的延长变化不大；在1150℃或1170cC高于r′相固溶温度区间再结晶退火，晶粒尺寸明显粗化。  

粉末冶金高温合金FGH97的低周疲劳断裂特征

研究了粉末冶金镍基高温合金FGH97在650℃,30—980 MPa,1 Hz实验条件下的低周疲劳断口的宏观及微观特征,裂纹源的类型及其形貌特征,以及裂纹源的位置、缺陷类型、形状和尺寸对低周疲劳寿命的影响.结果表明,在本次实验条件下该合金的低周疲劳寿命均超过了5000 cyc;统计得出,低周疲劳断口裂纹源在表面的试样占23%,在亚表面的占47%,在试样内部的占30%;裂纹源分平台、粉末颗粒、夹杂物3种类型,其中平台类型约占5%,粉末颗粒间断裂占15%,夹杂物占80%.由统计分析和计算得出,不同类型裂纹源对疲劳寿命的影响程度不同:夹杂物最严重,其次为异常粉末颗粒,再次为局部塑性变形.  

FGH96合金中γ＇相的高温粗化行为

利用热力学计算，SEM分析研究了FGH96合金中的γ’强化相的高温粗化规律，并对γ’相的粗化行为进行了动力学分析。结果表明：随着合金中组元Nb和Ti/Al值的变化，FGH96合金中γ＇相的溶解温度区间为1088℃-1125℃，在高温热处理过程中，随着保温时间延长，合金中小γ＇相数量减少，单位面积内的γ＇颗粒数目减少，大γ＇颗粒数目明显增加，即发生了Ostwald熟化；γ＇相粗化遵循L-S-W理论，即：γ^-1xt,γ＇相的粗化激活能Q=293.6kJ/mol,γ＇颗粒的粗化主要由Ti和Al在基体中的扩散所控制。  

FGH96合金静态再结晶行为的研究

研究了FGH96合金在再结晶退火中的静态再结晶行为，并对再结晶机理进行了讨论与分析。结果表明：在较大冷变形量下，FGH96合金的静态再结晶在很短时间内完成，再结晶组织中有大量的孪晶组织。冷变形造成γ’/γ，界面上的位错塞积，再结晶形核方式形核有亚晶粗化形核和应变诱导晶界移动（SIBM）方式。γ’相在应变诱发晶界迁移（SIBM）机制中起到两方面作用：一为冷变形在γ’/γ界面上形成高密度的位错塞积，这为晶界单向移动并为最终的再结晶形核提供驱动力，二是再结晶晶粒晶界的移动速度（即晶粒的长大）受到γ’相的分解速率控制。  

双性能涡轮盘用超细晶坯料制备工艺基础研究

在变形温度为1130 ℃、模具温度为1000 ℃的近等温条件下，通过反复多方向变形工艺获得超细晶粉末高温合金坯料，平均晶粒直径约为3 μm，其室温和750 ℃屈服强度分别高达1470和1140 MPa。利用OM、SEM和TEM对不同状态坯料进行微观组织观察。结果表明：在反复多方向变形的较大累积变形量的作用下，促发多次完全再结晶是粉末高温合金组织充分细化的直接原因。对比HIP态原材料，细晶态粉末高温合金的晶界洁净度更高、厚度更薄，微空洞等体积缺陷更少，并且有细小的第三级γ′相弥散分布于基体之中。