高温合金熔化焊焊接性的研究进展

综述镍基高温合金和钴基高温合金熔化焊的研究现状,并阐述了焊接裂纹形成机理以及焊接工艺和合金成分对其焊接性的影响.镍基高温合金可以通过调整合金成分、析出相和晶界形貌、焊接工艺等来提高其焊接性.与沉淀强化型镍基高温合金相比,固溶强化钴基合金焊接性能良好,展现出良好的界面熔合性和较高的抗裂纹敏感性.新型沉淀强化钴基合金中γ/γ'点阵错配度为正值,推测γ'析出产生的压应力将降低焊接应变时效裂纹敏感性.沉淀强化钴基合金兼具优异的高温力学性能和可焊性,成为最具潜力的高温材料之一.     

长期时效对DZ951合金γ′相的影响

研究了定向凝固DZ951镍基高温合金在长期时效过程中的组织演化。结果表明：随着时效温度和时间的增加，γ′粗化形筏。形筏时间随时效温度的升高而减少。形筏驱动力为弹性应变能和界面能的降低。γ′长大受元素扩散控制，长大遵循LSW理论，长大激活能为294kJ／mol左右。由于DZ951合金γ′相中含有较多的高熔点元素W，Mo和Nb等，从而提高γ′相的稳定性，增加γ′长大激活能。合金在长期时效过程中未出现拓扑密排相（Topological Close-Packed Phase，TCP Phase）等有害相，表明DZ951合金具有较好的组织稳定性。     

温度对一种含Re单晶高温合金拉伸行为和变形机制的影响(英文)

研究了一种含Re单晶高温合金在20～1100℃的拉伸性能。结果表明:在室温至600℃时合金屈服强度随温度的升高轻微增大,从600至760℃时合金屈服强度明显降低到一个极小值,到800℃时急剧增至最大值。从室温至800℃时伸长率和面缩率缓慢降低;在800℃以上时,屈服强度急速下降。在600℃以下时,γ′被反相畴界切割而在其中留下伸长的超晶格层错;在760℃时,γ′被a/3-112-位错切割,这是由于层错能降低而导致强度降低;当高于800℃时,位错以绕越机制通过γ′。     

W含量对一种高W镍基高温合金显微组织的影响

通过OM、SEM和XRD对高W镍基高温合金进行组织观察与分析,研究了W含量对镍基高温合金凝固组织的影响规律。结果表明,当W含量为14%(质量分数,下同)时,镍基合金中无α-W相析出。当W含量高于16%时,合金凝固期间可析出α-W,并且随W含量提高,合金的晶粒尺寸由1.04 mm减小至0.17 mm,共晶含量由6%增至10%;W含量对在枝晶间/枝晶干内的γ'相尺寸及形态无明显影响。由于α-W的析出温度较高,在凝固期间首先析出,并在残余液相收缩作用下,α-W向液相核心处发生转移并长大;同时α-W可作为异质形核的核心,降低枝晶形核的临界形核功,使18%W合金获得较小的晶粒尺寸。此外,在不同取向枝晶汇聚生长的作用下,残余液相中Al、Ti等元素形成较高的浓度梯度而发生共晶转变,这是18%W合金中共晶含量较高的主要原因。     

一种镍基单晶高温合金高周疲劳引起的g′溶解行为研究

研究了一种镍基单晶高温合金SRR99在不同温度下的高周疲劳行为,试样采用[001]取向的单晶试棒。结果表明条件疲劳强度随着试验温度的升高先上升后降低,具有与高温拉伸强度表现出相同的变化规律。通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜的观察发现g′相的形貌发生了显著变化,经过高温循环变形后g′析出相发生了溶解。在交变应力的作用下,g′与基体界面产生大量的位错,而位错的往复运动引起了g′相的溶解。因此循环加载过程中伴随着g′的不断溶解,共格界面的强化作用不断减弱。 除此之外,通过裂纹扩展方向与试样轴向的夹角可以判断出疲劳裂纹的扩展主要沿着(111)晶面进行,根据扫描电镜和透射电镜的观察结果对于循环加载的微观组织演化机理进行了讨论。     

[110]取向镍基单晶合金在蠕变过程中的组织演变

研究了一种[110]取向的镍基单晶高温合金在1 040℃、150 MPa和850℃、500 MPa条件下的蠕变性能、蠕变过程中γ'相的形貌演变以及γ'相的筏化机理,并对拉断后试样的纵向截面进行了SEM形貌观察.结果表明:在1 040℃、150 MPa条件下,沿[110]取向施加应力拉伸时,合金中γ'相形成了与应力轴成45°角的层片状筏化组织;距断口不同位置处γ'相的粗化程度存在明显差异;而在850℃、500 MPa条件下,拉伸蠕变后合金中γ'相没有发生明显的粗化现象.     

高温合金热疲劳实验机的研制及实验研究

介绍了用于测试高温合金热疲劳性能的热疲劳实验机。该实验机主要用于定性地测量合金在某一条件下循环规定的次数后热疲劳裂纹扩展的长度,或热疲劳裂纹在扩展一定长度下循环的次数。该实验机的优点是:完全自动化、运行灵活、定位准确。通过对DZ951定向凝固镍基高温合金进行实验研究,表明该热疲劳实验机具有较好的稳定性和可靠性。DZ951合金主要通过铝和铬元素氧化,产生氧化孔洞。热疲劳裂纹通过孔洞相互连接萌生和扩展。合金具有两条热疲劳裂纹,且扩展具有一定方向,与枝晶生长方向成45°扩展。     

Ni,Cr,Al—TaC自生复合材料的定向凝固组织特性

本文采用高梯度定向凝固装置制备Ni-TaC共晶自生复合材料。系统地研究了凝固速率对凝固组织的影响。随凝固速率增大,固液界面依次呈现平一胞一枝的形貌。TaC纤维增强相的平均间距和截面积随凝固速率增大而减小,其体积分数可在一定范围内调节。与此同时,随凝固速率的增大,γ′相形貌趋于规整,尺寸减小。     

Ni,Cr,Al-TaC自生复合材料的定向凝固组织特性

本文采用高梯度定向凝固装置制备Ni TaC共晶自生复合材料。系统地研究了凝固速率对凝固组织的影响。随凝固速率增大 ,固液界面依次呈现平一胞一枝的形貌。TaC纤维增强相的平均间距和截面积随凝固速率增大而减小 ,其体积分数可在一定范围内调节。与此同时 ,随凝固速率的增大 ,γ′相形貌趋于规整 ,尺寸减小。     

固溶温度对DZ951镍基高温合金组织和持久性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜研究了固溶温度对定向凝固DZ951镍基高温合金组织和持久性能的影响.结果表明:合金经固溶处理后,枝晶偏析降低,合金强度增加.碳化物由铸态时的骨架状变成块状,呈不连续状分布在晶界,对裂纹的萌生和扩展都有抑制作用.γ′相经固溶处理后,尺寸变小,分布更加均匀.合金在1100℃/60MPa的持久性能得到提高.在1300℃固溶处理时,合金元素分布更加均匀,γ′相体积分数增加,使DZ951合金具有较高的持久寿命.