断口附近组织对GH4080A合金缺口持久性能的影响

本文以630 ℃汽轮机紧固件备选合金GH4080A合金为研究对象,对美国Special Metals和抚顺特钢冶炼的材料经过标准热处理后分别在不同载荷下进行高温缺口持久实验,并结合光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)及背散射电子衍射(EBSD)分析,研究合金持久寿命的分散性与持久样品断口附近组织的关联性。结果表明：GH4080A抚钢边缘和芯部持久寿命不同的主要原因是两者晶粒大小不同；抚钢边缘与SMC边缘持久寿命不同的主要原因是两者变形机制不同,前者为晶界滑移,后者为晶内变形与晶界变形协调作用。     

时效热处理消减2A02铝合金淬火残余应力的微观机理

将2A02铝合金进行500℃/2 h固溶淬火处理后的不同温度及时间的时效热处理,结合压痕硬度法及透射电镜精细结构分析,研究2A02铝合金时效前后的组织和相演化及与残余应力变化的关联性。结果表明,170℃时效处理时,随着时效时间的延长,2A02铝合金表面淬火残余应力的消减效果越好,当时效时间达到16 h时,残余应力消减程度最为显著,可达原淬火残余应力的42.9%,而190℃时效热处理后淬火残余应力消减不明显。进一步的组织分析表明,170℃时效时,随着时效时间的延长,针状S'(Al2Cu Mg)相的数量增多且不断长大粗化,S'相产生的共格应力场与淬火残余应力叠加,达到消减淬火残余应力的目的;而190℃时效热处理后S'相的数量极少,使得样品表面淬火残余应力消减并不明显。     

GH720Li合金长期时效过程中γ'相演变规律

研究GH720Li合金经标准热处理(1105℃,4 h→油冷+650℃,24 h→空冷+760℃,16 h→空冷)后分别在720℃时效0~5000 h和800℃时效0~1000 h后γ!强化相的演变规律.合金在720℃,5000 h时效后一次γ'相的尺寸、形态以及数量基本不发生变化;在720℃,200 h时效后,二次γ'相发生明显粗化;500 h后出现不均匀长大.相应地,500 h前硬度下降速率大,500 h后趋于平稳.在800℃,500 h时效后,一次γ'相发生粗化;800℃,100 h时效后,二次γ'相发生明显粗化且不均匀长大.500 h前硬度下降斜率很大,500 h后硬度仍有明显下降趋势.720℃及800℃时二次γ'相粗化行为是以扩散控制的粗化机制为主导.γ'相平均半径与时效时间满足立方根关系,符合L-S-W(Lifshiz-Slyozov-Wanger)理论.     

不同氧化条件下 Cr35 Ni45 Nb合金组织特征及其与持久寿命的关系

以Cr35Ni45Nb合金为研究对象,进行不同气氛条件下高温时效及高温持久试验,并结合扫描电镜及定量电子探针对样品表面及横截面的观察分析,系统研究不同氧化条件下Cr35Ni45Nb合金组织演变与持久寿命的关系.结果表明:随着处理时间的延长,管材边缘及内部组织均逐渐发生变化.氧化序列体现为先是在样品边界不同地点形成不连续的氧化膜,随后氧化膜连成一体形成连续氧化膜,同时贫化区也逐渐形成;由于温度波动,氧化膜破裂脱落,而在氧分压较高的时效环境中,氧化膜得不到及时修复,使得贫化区晶界中出现内氧化.此外,在空气中氧化与在真空充氩气石英管中持久试验结果表明,较薄的连续氧化膜有助于提高合金的蠕变性能,而随着高温时效时间的延长,边界贫化区逐渐形成,氧化膜破裂及内氧化的发生,使得合金的蠕变性能逐渐弱化.      

Ni基高温合金共格强化相平衡形状的能量分析

采用三维有限元方法计算了不同形状因子的γ’强化相在基体为γ相的Ni基高温合金中引起的弹性应变能密度,进而建立了以形状因子为变量的弹性应变能密度表达式。通过最小化γ’强化相引起的弹性应变能和界面能之和,得到了γ’强化相的平衡形状与其特征半径之间的函数关系。本文的分析很好地解释了文献报道的Ni基高温合金中γ’强化相形状演变的实验规律,结果表明:通过三维有限元法结合强化相粒子形状近似法计算模型,可以给出复杂情况下强化相粒子引起的弹性应变能密度的表达式,并有效地应用于材料共格相变的热力学研究。     

镍基耐蚀合金G3后动态再结晶行为研究

为了研究镍基耐蚀合金G3的后动态再结晶软化行为,在1100～1200℃,0.1～10s-1的变形条件范围内,进行了3种方式的热压缩:变形量为15%和60%单道次热压缩,15%+15%的双道次热压缩和15%热压缩并保温。得出以下结论:在变形温度范围内,15%变形量的第1道次压缩使G3合金发生动态再结晶,使其在后续保温过程中发生由亚动态和静态再结晶共同控制的后动态再结晶软化行为;并进一步得出G3合金的后动态再结晶动力学受应变速率影响,但最终的软化率只随温度而改变;通过15%压缩和保温获得的后动态再结晶组织均匀性低于压缩60%的动态再结晶组织。     

改性HP40合金碳化物析出规律的热力学计算

利用Thermo-Calc热力学计算软件和与之相应的铁基合金数据库,计算了改性HP40合金中可能析出的平衡相及铌、钛和钨成分改变时对碳化物析出规律的影响,并计算了碳化物的平衡化学成分,以期为发展高稳定性的改性HP40合金提供理论依据。结果表明:铌和钛是MC型碳化物的主要形成元素。随着铌和钛含量的提高,MC型碳化物的最大析出量增加,M₂₃C₆型和M₇C₃型碳化物的最大析出量减少,MC型和M₂₃C₆型碳化物的开始析出温度升高。钨元素在高温时主要分布在γ基体中,在服役温度下长期时效,钨从γ基体向M₂₃C₆型碳化物不断偏聚。随着钨含量的提高,M₇C₃型碳化物的最大析出量减少,M₂₃C₆型碳化物的开始析出温度及M₇C₃相向M₂₃C₆相转变的温度均显著升高。     

三代粉末高温合金的特征及发展

粉末高温合金在高温下表现出一系列优点,成为高推重比航空发动机涡轮盘等关键部件的首选材料。概述了三代粉末高温合金的发展历程和性能特点;介绍了其生产工艺流程以及热处理过程中固溶温度、冷却速度、时效对组织的影响;从析出相的析出规律(主要讨论了γ'相、碳化物、TCP相)和γ/γ'错配度方面分析了合金成分改变带来的影响,提出成分优化设计的趋势;探讨了粉末高温合金今后的发展方向,为进一步开展粉末高温合金的研究提供一定的理论依据。     

GH80A组织特征及平衡相析出行为的热力学计算分析

采用高分辨扫描电镜、物理化学相分析、X射线衍射等手段对实验GH80A合金热处理态的微观组织特征进行了定性和定量分析。结果表明,合金晶界分布有M7C3、M23C6两种碳化物,有效强化晶界,晶内弥散分布有γ’强化相,有效提高合金的高温强度;此外,采用Thermo-Calc热力学计算软件和Ni基数据库,对GH80A平衡析出相和非平衡凝固过程进行了模拟计算,并分析了合金元素Al、Ti对γ’相,C对MC、M7C3、M23C63种碳化物析出量和析出温度的影响。