GH80A合金持久性能的离散性

为确保WS-9发动机涡轮工作叶片的使用安全,技术标准中对GH80A合金的高温持久寿命有特别严格的规定.除要求单个值和平均值外,还要求范围值.本文用统计方法研究了(Al+Ti)含量和碳含量的变化对持久寿命离散性的影响,确定了持久寿命满足技术条件的(Al+Ti)含量和碳含量的离散范围.     

少量Mg,Zr对一种Ni—Cr—Ti型变形合金晶界滑移行为的影响

采用板状试样,沿垂直于应力轴方向预制刻线作为标记,在750℃、392 MPa真空蠕变条件下测定了含少量镁、锆与无镁、锆的Ni-Cr-Ti型变形合金的晶界滑移量,表明在稳态蠕变阶段两种合金没有多大差异,但进入第三蠕变阶段后,合镁、锆合金晶界滑移量和晶界滑移速率逐渐加大,明显超过无镁、锆合金。加入少量镁、锆对晶内滑移也起较大作用,晶内滑移随时间迅速增加,致使晶界滑移与总应变的比值逐渐降低。无镁、锆合金晶内滑移很少,只在断裂前在断口附近有较密滑移带。两合金的晶界滑移-时间曲线与总应变-时间曲线对应相似,晶界滑移受控于晶内滑移。     

Nb对Ni-Cr-Ti型变形高温合金稳态蠕变行为的影响

Nb在合金中以大约5∶3∶1的比例分布在γ,γ′和碳化物相中,随着合金中Nb含量增加,应力指数m减小,Q_(app)增加,并满足关系式 Q_(app)=Be~(kx/lge) Nb降低合金晶粒度和γ基体堆垛层错能,稳态蠕变速率服从 _s∝L~b γ_SFE)~α Nb增加γ′相体积分数,颗粒半径和长程有序度。若引进有效应力(σ-σ_b)来描述稳态蠕变速率的应力关系,蠕变表达式为 _s=A_1L~bγ_(SFE)~α(σ-σ_b)~n0exp[-(Q_(app)/RT)]薄膜透射电镜观察表明:在(111)滑移面上α/2[10]全位错切割γ′相时被分解为α/6[11]和α/6[2]偏位错。测得超点阵位错对间距约为100—165,与所测得的γ′相颗粒尺寸相近。     

镍-铬-钛型变形合金长期时效的组织和性能

实验测定了Ni-Cr-Ti型变形合金正常热处理和650,700和750℃长期时效至2000 h的相结构和室温拉伸性能。未发现有任何TCP相析出,这与用相分计算预测的结果一致。仅发现γ‘相和M_(23)C_6相数量缓慢增加,MC数量缓慢减少及750 ℃,700h左右少量η相的析出。测定了γ‘长大动力学曲线,并通过理论计算给出任意温度下处理任何时间后的γ‘颗粒尺寸公式。从而按本合金的强化机制,可估算出长期时效过程中合金强度变化趋势。这与实测的结果一致。     

INFLUENCE OF Nb ON STEADY-STATE CREEP BEHAVIOUR OF Ni-Cr-Ti TYPE WROUGHT SUPERALLOY

Nb在合金中以大约5∶3∶1的比例分布在γ,γ′和碳化物相中,随着合金中Nb含量增加,应力指数m减小,Q_(app)增加,并满足关系式 Q_(app)=Be~(kx/lge) Nb降低合金晶粒度和γ基体堆垛层错能,稳态蠕变速率服从 _s∝L~b γ_SFE)~α Nb增加γ′相体积分数,颗粒半径和长程有序度。若引进有效应力(σ-σ_b)来描述稳态蠕变速率的应力关系,蠕变表达式为 _s=A_1L~bγ_(SFE)~α(σ-σ_b)~n0exp[-(Q_(app)/RT)]薄膜透射电镜观察表明:在(111)滑移面上α/2[10]全位错切割γ′相时被分解为α/6[11]和α/6[2]偏位错。测得超点阵位错对间距约为100—165,与所测得的γ′相颗粒尺寸相近。     

少量Mg和Zr对一种Ni-Cr-Ti型变形合金蠕变裂纹长大行为的影响

采用电位法测定单边切口试样700℃下的蠕变裂纹生长,并测定裂纹起始寿命和断裂寿命(t_(rc)和t_r)。用能量率积分(C~*)描述稳态蠕变条件下裂纹顶端附近的场。给出裂纹长大速率与C~*的函数关系,预报的裂纹起始时间与实测值相符。发现合金中加入少量Mg和Zr可以大大延长蠕变裂纹起始寿命和蠕变断裂寿命。     

镍-铬-钛型变形合金长期时效的组织和性能

实验测定了Ni-Cr-Ti型变形合金正常热处理和650,700和750℃长期时效至2000 h的相结构和室温拉伸性能。未发现有任何TCP相析出,这与用相分计算预测的结果一致。仅发现γ‘相和M_(23)C_6相数量缓慢增加,MC数量缓慢减少及750 ℃,700h左右少量η相的析出。测定了γ‘长大动力学曲线,并通过理论计算给出任意温度下处理任何时间后的γ‘颗粒尺寸公式。从而按本合金的强化机制,可估算出长期时效过程中合金强度变化趋势。这与实测的结果一致。     

Ni-Cr-Ti型高温合金η相对力学性能的影响

将从Ni-Cr-Ti型合金涡轮盘上切取的试样在该合金的η相析出峰值温度(980℃)热处理29h和45h,得到含不同η相数量的试样,测试性能。结果表明,光滑持久寿命和室温冲击值随η相数量的增加而降低,而持久塑性和缺口持久寿命则随之增加。由于冶炼和铸造工艺不当在涡轮盘上形成的成分偏析区内析出的η相与980℃热处理形成的η相形貌相同,对性能的影响也相同。断口观察揭示了η相对性能影响的本质。     

GH33A合金长期拉伸应力松弛和蠕变行为的研究

在Rel—5型拉伸应力松弛试验机上,在标准热处理状态下,分别测定了GH33A合金在540℃,初始应力300MPa,3000h拉伸应力松弛和在540℃、600℃、650℃、700℃,初始应变为0.15％、1000h的拉伸应力松弛性能。采用实验数据作图法与基于松弛特性和稳态蠕变为对象的分析解析法外推剩余应力值,进行了比较,证明这三种方法外推对GH33A均适用。还把GH33A、R—26、GH145改型和Nimonic80A四种合金的拉伸松弛性能进行了比较。对比显示,在650℃以下,GH33A的拉伸应力松弛性能优于其它三种合金,这是由于GH33A在该温度以下具有优良的组织稳定性的缘故。