细晶处理对镍基合金疲劳蠕变交互作用行为的影响

本文研究了两种晶粒度的GH 698合金在700℃疲劳蠕变交互作用下的断裂寿命和形变行为.结果表明:在疲劳蠕变应力交互作用下的断裂寿命可以分成F,FC和C三个区.在FC及C区,交变应力的存在明显地阻碍蠕变形变过程,提高了断裂寿命.细晶处理后使这种阻碍作用加强,断裂寿命提高幅度变大.在大应力的疲劳区进行细晶处理,反而使合金寿命降低.     

INFLUENCE OF LASERGLAZE ON MICROSTRUCTURE AND WEAR RESISTANCE OF A CAST Ni-BASE SUPERALLOY

本文研究激光快速熔凝对一种新型Ni基铸造超合金显微组织和磨蚀磨损性能的影响。 高Mo,W含量Ni基铸造合金是一种具有低膨胀系数和耐磨耐蚀等特种工程性能的新型材料。因合金中难熔重元素含量较高(33wt-％Mo,17wt-％W),其铸造组织粗大,含有大量高熔点相,并存在严重偏析。 用高能量密度激光快速熔凝表面处理之后,合金组织发生显著改变。全部高熔点相熔化,明显提高固溶度;结晶组织细化,分别为精细枝晶、胞状枝晶、胞状晶和平面凝固组织;熔区内合金元素均匀分布,基本消除偏析。 合金组织变化使其性能进一步改善,熔区硬度明显增加,提高了抗磨擦磨损和在酸性介质中的耐磨蚀性能。     

INFLUENCE OF PROLONGED AGING ON MICROSTPUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF K17G CAST Ni-BASE SUPERALLOY

K17G 铸造镍基合金在750—950℃长期时效后组织稳定,无有害σ相析出,力学性能降低不多.叶片取样经长期时效后虽比标准精铸试样的性能有所降低,但瞬时拉伸性能和持久强度仍保持在较高的水平上.     

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。     

EFFECT OF Mg AND Zr ADDITION ON CREEP CRACK GROWTH BEHAVIOUR OF A Ni-BASE SUPERALLOY

The creep crack growth(CCG)and the time to carck initiation and rupture of specimen(t_(rc)and t_r)were measured by means of electrical potential method on single edge notchedspecimens at 700℃.The field near the crack tip under steady-state creep was represented byenergy rate integral(C~*),and the CCG rate as a function of C~* has been obtained.Theagreement between the predicted and observed t_(rc)values is quite good.It was found that theaddition of small amount of Mg and Zr in the alloys causes t_(rc)and t_r of the specimens to in-crease significantly.     

EFFECT OF Mg CONTENT ON CREEP BEHAVIOUR OF Ni-BASE WROUGHT SUPERALLOY

在高温镍基变形合金中,加入微量Mg元素,可使晶界中的连续条状碳化物变成不连续的块状,从而提高了蠕变应力指数n;并降低晶界扩散系数,提高其蠕变激活能;使晶界能和碳化物-基体的相界能降低,提高了界面结合力。这些因素抑制了晶界滑动,阻止了裂纹的产生和扩展,显著地改善了合金的蠕变性能和持久寿命。     

EFFECT OF HOT SALT CORROSION ON CREEP RUPTURE BEHAVIOUR OF A Ni-BASE SUPERALLOY

本文研究了Na_2SO_4,NaCl混合介质对一种镍基高温合金持久性能的影响。试验结果表明:75％Na_2SO_4+25％NaCl的混合介质使合金在750,800℃的持久寿命缩短,断裂塑性降低,持久曲线左移;90％Na_2SO_4+10％NaCl的混合介质对750℃的持久性能无明显影响;95％Na_2SO_4+5％NaCl的混合介质对800℃的持久性能也无明显影响;电解抛光增加合金对热盐腐蚀的敏感性。经金相、扫描电镜、电子探针等分析表明:热盐介质对持久性能影响是通过破坏试样表面保护性氧化膜使基体金属被氧化,且在应力作用下,氧化沿晶界向内部深入而造成。其影响程度与表面状态、盐的组分、应力大小有关。     

EFFECTS OF MICROSTRVCTURE ON FATIGUE CRACK GROWTH BEHMIOR IN Ni-BASE SUPERALLOY GH586

1.IntroductionInmetalsandalloys,thenearthresholdfatiguecrackgrowthisfrequentlytermed'microstructurallysensitive'.Thisisduebothtotheappearanceofthefracturesllrface,whichisoftenfaceted,andtotilelargevariationsincrackgrowthratewhichcanbeobtainedbyalteringparameterssllchasgrainsize,yieldstrength,ortherelativeproportionsanddistributionsofphasesinthemicrostructure[1].Thisimpliesthatsignificantimprotremelltintotalfatiguelifecouldbeachievedbychangingthemicrostructureofalloys.Therefore,itwouldbeveryadv…     

CREEP CRACK PROPAGATION IN GH37 Ni-BASE SUPERALLOY

本文研究了GH37镍基合金在静载荷下的裂纹扩展行为,试验温度范围为590—750℃.结果表明,在应力强度因子一定时,蠕变裂纹扩展速度(dα/dt)随温度升高而增加.低应力强度因子区域的dα/dt,在750℃时反而比730℃低,在真空中比空气中低.最后对断口形貌进行了仔细分析,并对蠕变裂纹扩展机制以及氧的影响进行了讨论.     

高温合金定向凝固行为的分形分析

采用分形理论定量地描述了定向凝固过程中固-液界面的形态,给出了固-液界面的分形维数与凝固速度、枝晶间距和试验合金中磷含量之间的关系发现随着凝固速率和合金中磷含量增大,固-液界面的分形线数呈指数规律增加。而且,结合分形理论和热力学理论论证了分形维数不仅仅是单纯描述不规则图形的几何参量,而且是一个依赖于凝固参数、化学成分变化的态函数     

EFFECT OF SALTS ON CREEP BEHAVIOUR OF Ni-BASE ALLOY GH37

研究了纯 Na_2SO_4,10%NaCl+90%Na_2SO_4和20%NaCl+80%Na_2SO_4三种盐沉积对 GH37镍基合金在750—850℃范围内蠕变性能的影响.结果表明前两种盐对蠕变性能无明显影响,而20%NaCl+80%Na_2SO_4混合盐当沉积量达到3mg/cm~2时严重地缩短蠕变断裂时间,并降低蠕变断裂延伸率.沉积在合金表面的20%NaCl+80%Na_2SO_4混合盐破坏了氧化膜 Cr_2O_3的保护作用,在合金表层同时发生均匀腐蚀和沿晶腐蚀,在基体一侧产生贫 Cr 带,同时氧和硫沿晶界侵入,外力作用下发生沿晶开裂.表层沿晶裂纹和体内蠕变产生的沿晶裂纹相互联结大大地缩短了蠕变第二阶段的时间,导致过早断裂.     

热腐蚀对GH37高温合金蠕变强度的影响

采用在GH37合金上涂敷NaCl(25Wt％)及Na_2SO_4(75Wt％)的方法,研究了700℃及850℃下热腐蚀对蠕变强度的影响。发现试样涂上混合盐后,蠕变第二阶段速率增大,并严重降低二个温度下的蠕变断裂寿命及断裂塑性。值得提出的是,尽管700℃下合金几乎不经受热腐蚀,但与850℃的相比,对蠕变强度的影响却是700℃时更为强烈。 由断口观察推测,涂盐试样在700℃下蠕变寿命下降是由于缩短了蠕变裂纹萌生期。850℃下蠕变寿命的下降是由于蠕变裂纹扩展速率的增大。 试样上渗涂Al-Cr涂层后,可以大大提高在热腐蚀介质中合金的蠕变强度。     

THE LOW CYCLIC FATIGUE BEHAVIOUR OF GH133 SUPERALLOY

本文研究了GH133合金的循环应力应变反应和低周疲劳性能,并作了位错结构观察.通过对比拉压对称(R=-1)试验和恒定最大正应变(ε_(max)=C)试验,证明平均拉应力起降低寿命的作用.位错结构观察证明,循环使共格γ质点的相界处产生应力场,最终导致位错的萌生和运动,位错运动又进一步增殖位错.位错运动方式是变化的,由成对切割γ′质点到单位错切割γ′质点和位错绕过γ′质点,滑移带位错结构最终可以出现饱和的梯状结构.晶界和双晶界附近位错密度高,具有位错胞结构,同时可以出现沿晶界或双晶界裂纹.     

一种镍基高温合金的碳化物析出与转化动力学

采用化学分离联合衍射定量分析法,对多相镍基合金进行了定量相分析研究,得到了850—1000℃下MC的分解和M_(23)C_6,M_6C的析出与热暴露时间的双曲线型变化规律。热暴露过程中M_(23)C_6的元素组成一直在变化,刚析出时为(Cr_(0.67)Mo_(0.13)Ni_(0.13)Co_(0.07))_(23)C_6,其后Cr量增高,Mo,Ni和Co量减少,最终组成为(Cr_(0.88)Mo_(0.07)Ni_(0.03)Co_(0.02))_(23)C_6。热暴露温度愈高,M_(23)C_6达到最终组成状态愈快。     

DISTRIBUTION OF Mg IN A Ni-BASE SUPERALLOY

研究Mg在一种镍基高温合金中的分布,Mg不仅富集于晶界,并且进入晶界二次碳化物和晶界及晶内γ′相中。     

EFFECT OF SULPHURIZING-OXIDIZING ENVIRONMENT ON CREEP CRACK GROWTH OF Ni-BASE SUPERALLOY GH30

An investigation was made on the creep crack growth behaviour under static load at 1023 Kfor Ni-base superalloy GH30 exposed to air and air+10% SO_2.The results showed that inthe region of low stress intensity factor,the creep crack growth rate is higher in air+10%SO_2 than in air only,while in the high region,it is reverse.The fractograph of specimens hasbeen analyzed,and the mechanism of creep crack growth together with the influences of sul-phur and oxygen has been discussed as well.     

DYNAMICS OF PRECIPITATION AND TRANSFORMATION OF CARBIDES IN A Ni-BASE SUPERALLOY

The quantitative analytical method combining the electrolytic extraction with X-raydiffraction analysis to determine the carbides and TCP in a Ni-base superalloy wasdeveloped.The variation of decomposition of MC and precipitation of M_(23)C_6 and M_6C withhot exposure time at 850—1000℃ is shown to conform to hyperbolic law.The elemental con-stitution of M_(23)C_6 changes continutously during the hot exposure process.At the primarystage the constitution of the precipitates is(Cr_(0.67)Mo_(0.13)Ni_(0.13)Co_(0.07))_(23)C_6.Then with in-creasing Cr and decreasing Mo,Ni and Co it finally becomes(Cr_(0.88)Mo_(0.07)Ni_(0.03)Co_(0.02))_(23)C_6.The higher the hot exposure temperature,the faster the final constitution of M_(23)C_6 may beachieved.     

硫-氧化环境对GH30镍基高温合金蠕变裂纹扩展行为的影响SCIEI

研究了GH30镍基高温合金在静载荷下在1023K不同气氛中的蠕变裂纹扩展行为。结果表明:低应力强度因子区域,在10％SO_2+空气中的da/dt比空气中的高;高应力强度因子区域的da/dt,则与上述相反。对断口进行了分析,并讨论了蠕变裂纹扩展机制以及硫、氧的影响。     

时效温度和时间对一种铁基合金组织和性能的影响SCIEI

本文研究了GH35A合金在650—750℃,100—10000h时效过程中性能和组织的变化。结果表明,合金室温拉伸强度基本不受时效温度和时间的影响,而室温塑性、韧性及700℃持久寿命在时效至某一时间后开始降低,但下降速度缓慢,直到10000h仍有较高的水平。同时,随时效温度提高,性能降低的开始时间缩短。合金性能的变化主要取决于σ相析出的时间、形态、分布以及σ相的特征。     

CREEP RUPTURE BEHAVIOUR OF SALT-COATED SUPERALLOY GH37 IN A HOT ENVIRONMENT

本文研究了镍基形变高温合金GH37涂10％NaCl+90％Na_2SO_4混合盐后的蠕变断裂行为,并与空气环境进行了比较.试验结果表明,在700—850℃,196—510MPa试验条件下,涂盐使合金的蠕变寿命和塑性大幅度降低,但最小蠕变速率几乎不受影响;涂盐试样的蠕变激活能和应力敏感指数都与空气中相当,这说明热腐蚀并不改变合金的蠕变机制;在温度较高、应力较低(800℃、265MPa)时,晶粒越细则涂盐试样的蠕变寿命下降越严重;但在温度较低、应力很高(700℃、510MPa)时,晶粒尺寸适中的涂盐试样蠕变寿命最长.涂盐环境下蠕变寿命的降低是由于合金晶界受到贫Cr和硫化损害所致,贫Cr引起晶界上碳化物分解而降低晶界抗剪切强度.贫Cr和硫化导致晶界裂纹易于萌生并加速其扩展.