Hf和Zr对FGH96合金PPB及力学性能的作用研究

采用PREP(等离子旋转电极法)制粉+HIP(热等静压)成形工艺制备FGH96合金,研究了w(Hf)+w(Zr)分别为0.0 +0.04％、0.3％+0.04％、0.6％+0.04％和0.3％+0.06％时合金的显微组织,以及室温和800℃冲击性能,室温、650℃和750℃拉伸性能,650℃/970MPa持久性能.结果表明:FGH96合金的PPB未形成连续的网膜结构,对合金性能危害较小；适量的Hf可消除PPB组织,改善合金的高温性能,尤其能显著提高持久寿命和塑性,消除缺口敏感性；含Hf时,过量的Zr促使氧化物在粉末边界连续析出,严重降低合金持久性能.FGH96合金中,Hf、Zr的最佳含量为0.6％、0.04％.     

点状偏析对一种35Ni—15Cr型铁基高温合金力学性能和热加工性能的影响

在一种35Ni-15 Cr型铁基高温合金90mm方试料上,研究了点状偏析(φ≤1mm)对力学性能和热加工性能的影响。结果表明,点状偏析使横向室温拉仲延伸率、断面收缩率和抗张强度降低,但仍能达到技术条件要求的指标;点状偏析对横向室温拉伸屈服强度、室温冲击韧性和750℃35kgf/mm~2持久寿命没有影响,对纵向室温拉伸性能、室温冲击韧性和750℃35kgf/mm~2持久寿命也没有影响;严重的点状偏析使合金允     

粉末高温合金FGH97疲劳裂纹扩展行为

测定不同晶粒尺寸、γ'相以及不同Hf含量的粉末高温合金FGH97在650℃高温条件下的疲劳裂纹扩展速率,并将其与FGH95和FGH96两代粉末合金的疲劳裂纹扩展速率进行对比.用定量分析的方法对FGH97合金在疲劳断裂各个阶段的行为特征进行分析.较大晶粒尺寸的FGH97合金具有较低的裂纹扩展速率,合理的二次和三次γ'相匹配析出,可以获得较高的疲劳寿命;Hf元素的添加使合金的整体疲劳寿命增大;FGH97合金与FGH95和FGH96相比,具有较高的疲劳裂纹萌生抗力,更低的高温疲劳裂纹扩展速率.      

时效制度对粉末冶金高温合金FGH95组织和性能的影响

研究了淬火处理的FGH95合金在不同时效制度下的显微组织和力学性能,并对室温U型缺口试样冲击断口进行了对比分析。结果表明:相同固溶淬火处理的FGH95合金,经过单级时效(760℃×16h/AC)和两级时效(870℃×1.5h/AC+650℃×24h/AC)处理后晶粒度相同,γ′相的形貌、尺寸和分布也无明显差异。二者的硬度、室温冲击韧度、室温和650℃拉伸性能相当;单级时效后650℃/1035MPa的光滑持久寿命略高于两级时效,但持久塑性低于两级时效。FGH95合金可以采用单级时效代替传统的两级时效处理。     

改型GH4133A合金长期时效的性能稳定性研究

对经过标准热处理改型GH4133A合金,在650、700和750℃进行长时间的时效处理,测量其室温拉伸和冲击性能、硬度、400℃拉伸性能和在750℃/343 MPa条件下持久性能.结果表明:在650℃和700℃下时效时,合金的性能变化规律一致,性能具有良好的稳定性.而在750℃时效时,合金的室温拉伸和400℃拉伸性能在时效500 h以前保持稳定,500 h以后随时效时间的增长而下降;合金的室温冲击性能在时效300 h以前保持稳定,300 h后下降;合金在750℃/343 MPa条件下,在时效600 h以前,持久性能寿命很稳定,基本保持在100 h左右,时效600 h以后的持久寿命迅速下降.     

二次时效处理对GH2696合金组织及性能的影响北大核心CSCD

GH2696合金是一种以Fe-25Ni-12Cr为基体的时效强化型高温合金。其特点是在650℃以下具有高的屈服强度和持久、蠕变强度,以及良好的高温弹性性能、加工塑性和组织稳定性。该合金的应用较广,适合于制造在650℃以下长期工作的涡轮和压气机紧固件、工作叶片和涡轮壳体环形零件等。本文主要研究了二次时效热处理对GH2696合金室温拉伸性能、室温硬度、冲击韧性、650℃的持久性能等机械性能的影响,并利用激光共聚焦显微镜观察合金显微组织的变化,对影响机理进行简要分析。     

钒对T122铁素体耐热钢组织和性能的影响

研究了(%):0.11C- 11.89～12. 19Cr- 1.86～1.90W-0.37～0.38Mo-0.9Cu铁素体耐热钢T122 中 0.14%～0.31%V-0.05%Nb复合强化添加剂中V 含量对钢的组织和性能的影响。结果发现,随V 含量增加, 钢中δ铁素体量增加,室温拉伸强度、650℃拉伸强度和650℃持久强度逐渐降低;当V 含量为0.19%时T122 钢的室温拉伸强度、650℃拉伸强度和持久性能较高。 V 含量变化影响钢中M₂C、MX 和Laves相的析出, 0.19%V-0.05%Nb析出强化效果最好     

装套温度对FGH97合金制件组织性能的影响

针对不同装套温度下FGH97合金制件的显微组织和冲击性能、室温拉伸性能、持久性能等进行观察和分析。结果表明:在装套温度为400℃和500℃的情况下,合金的显微组织没有明显区别,各项力学性都满足要求,装套温度为500℃时,冲击韧性、持久性能均稍有提高。     

碳含量对热等静压FGH4169合金原始颗粒边界与力学性能的影响

用3种不同碳含量的GH4169合金粉末为原料,采用粉末热等静压+热处理工艺制备碳含量(质量分数,下同)分别为0.026%,0.045%和0.078%的FGH4169合金,研究碳含量对FGH4169合金PPB(prior particle boundary,原始颗粒边界)和力学性能的影响。结果表明,随碳含量从0.026%增加到0.078%,FGH4169合金析出碳化物增多,超过0.078%后,形成PPB;FGH4169合金中碳化物主要为富Ti和Nb的MC型碳化物,但碳含量对合金中碳化物的种类及形貌没有明显影响;在一定碳含量范围内,随碳含量增加,FGH4169合金基体上析出的γ'相数量减少,且碳化物越来越趋向于在原始颗粒边界聚集,导致合金的室温和650℃高温强度和塑性逐渐减小。     

Fe元素对TA15钛合金显微组织和力学性能的影响

研究了添加少量的Fe元素(0.2%,质量分数)对TA15钛合金力学性能的影响。对比分析了未添加Fe元素的TA15合金和添加了0.20%的Fe元素的TA15合金(TA15-Fe)的拉伸性能、冲击韧性、断裂韧性、高温持久性能,并利用能谱仪测试了合金中主要元素的分布情况。研究结果表明:添加少量Fe元素对TA15钛合金的显微组织没有明显影响;两种合金的冲击韧性和室温、高温断裂韧性也基本无差异;而TA15-Fe钛合金的室温、高温抗拉强度较TA15钛合金提高约15 MPa,但在500℃下的持久寿命显著降低。这是由于Fe元素在β相内富集,起到固溶强化作用,从而提高了合金的抗拉强度;到了500℃Fe元素扩散迅速,从而加速了基体内原子和空位的运动,导致持久过程中位错攀移阻力下降,因此持久寿命降低。     

热处理工艺对GH4706合金显微组织与力学性能的影响

为掌握热处理工艺对GH4706合金组织性能的影响规律,研究了A、B、MST三种热处理工艺与合金组织性能的相关关系.结果表明,GH4706合金的主要强化相为γ＇相与γ＇/γ″共析出相,η相附近易形成γ＇、γ″相贫化区.A工艺在中间时效阶段析出的大尺寸γ＇相与时效阶段析出的小尺寸γ＇/γ″共析出相能够起到错配强化的效果,增大合金的室温拉伸强度.室温下η相为脆性相,不利于室温拉伸塑性与冲击韧性,因而B工艺的室温塑性与冲击韧性最佳.高温下η相能够起到协调晶内与晶界变形的作用,提高合金的650℃/690 MPa持久寿命与塑性,但过量η相析出不利于合金的持久寿命.     

C元素对FGH96粉末高温合金显微组织和力学性能的影响

对C质量分数分别为0.05%和0.09%的FGH96合金进行了显微组织和力学性能的分析。结果发现:C元素含量较高时,除了碳化物数量明显增多外,还会在晶界处形成较大尺寸的块状MC碳化物;但是,C元素含量并未对原始颗粒边界(prior particle boundary,PPB)、晶粒度及γ′相产生明显的影响。C元素含量较高会提高FGH96合金在650℃时的抗拉强度和屈服强度,但会降低其塑性。在低周疲劳试验中,C元素含量较高,形成的大块MC型碳化物分布于表面或亚表面,将会作为裂纹起源从而显著降低合金的低周疲劳性能。     

时效处理对一种新型粉末高温合金组织和性能的影响

对一种新型粉末高温合金进行不同时效处理,观察析出相和显微组织,测试合金室温、高温(750、815℃)拉伸和高温(750℃/750 MPa、815℃/450 MPa)持久性能,分析不同时效处理对合金组织和性能的影响。结果表明:过高的二级时效温度导致γ′相发生Ostwald熟化,减弱了γ′相的强化效果,导致合金的室温、高温强度降低,持久寿命明显缩短。单纯的一级时效,导致二次γ′相未发生进一步长大,三次γ′相微量析出,合金的强度提高,高温塑性显著降低。试样经HT2制度热处理后,二次与三次γ′相匹配良好,γ′相尺寸适当,未发生熟化,强度略有降低,塑性明显提高,综合力学性能优异。     

Ca和Nd复合合金化Mg-6Al合金显微组织和力学性能的研究

以Mg-6Al-XCa-XNd合金为研究对象,采用金相组织观察、SEM、室温和高温拉伸实验以及断口组织观察等分析测试手段,研究了Ca和Nd元素含量对Mg-6Al-XCa-XNd合金微观组织和力学性能的影响规律。结果表明,随着Ca和Nd元素含量增加,Mg-6Al-XCa-XNd合金晶粒尺寸减小,Mg-6Al-3Ca-3Nd和Mg-6Al-4Ca-4Nd合金的铸态组织呈蔷薇状;Mg-6Al-XCa-XNd合金的室温拉伸强度和延伸率降低,Mg-6Al-XCa-XNd合金的175℃高温拉伸强度先增加后降低,延伸率降低。Mg-6Al-3Ca-3Nd合金的175℃高温拉伸强度值可达到141.42 MPa。室温拉伸断口表面与高温拉伸断口表面相比存在较多的微观裂纹。     

不同生产工艺对FGH95粉末高温合金

全面对比研究了不同生产工艺对FGH95粉末高温合金显微组织,拉伸、屈服强度,持久蠕变及低周疲劳性能的影响,研究了不同生产工艺与FGH95粉末高温合金抗断裂韧性及无损检测的关系.在此基础上得出粉末冶金涡轮盘生产工艺的方向应是直接HIP成型工艺的结论.     

热加工及热处理工艺对Ti80合金棒材组织和性能的影响

对不同的热加工工艺及热处理工艺获得的Ti80合金棒材进行了室温力学性能和组织的分析研究。结果表明:Ti80合金棒材精锻时,随着变形量增加室温拉伸性强度逐渐增加,塑性变化不明显,而冲击韧性随着变形量的增加而显著下降;轧制棒材的冲击韧性比相近变形量的精锻棒材略高;室温拉伸性能对热处理温度不敏感,900℃及其以上热处理的几乎保持不变;热处理温度对冲击韧性影响较大,(940~980)℃×75 min/AC的综合力学性能较好。     

真空感应冶炼—电渣重熔GH871合金的力学性能

研究了采用真空感应（VIM）＋电渣重熔（ESR）工艺冶炼的新型含铌铁基高温合金GH871的650℃蠕变性能、持久性能、疲劳性能及20－800℃冲击功、瞬时拉伸性能并与非真空感应（AIM）＋ESR GH871合金对比。结果表明：真空冶炼的GH871合金提高了650℃持久塑性，并达到5％以上。     

GH648合金800℃长期时效后的组织稳定性

 研究了GH648合金在800 ℃×1 000 h下长期时效后的组织稳定性。结果表明：合金经800 ℃×100 0 h长期时效后,α Cr相的数量增加,尺寸长大,γ′相发生了聚集长大,合金中无有害相析出;合金的室温拉伸性能基本稳定,但高温拉伸强度和持久寿命下降;γ′相的聚集长大是致使长期时效后GH648合金高温拉伸强度和持久寿命下降的主要原因。     

淬火转移时间对油淬热处理FGH4095合金制件组织与力学性能的影响

采用不同淬火转移时间对热等静压+挤压+等温锻造工艺制备的FGH4095合金进行固溶淬火处理，并对处理后的合金进行显微组织分析与力学性能测试。结果表明，淬火转移时间对合金的晶粒组织、一次γ′相和三次γ′相的影响不大，但会影响二次γ′相的尺寸分布。淬火转移时间30 s的FGH4095合金二次γ′相的平均尺寸为142.9 nm，淬火转移时间40 s的FGH4095合金二次γ′相的平均尺寸为161 nm。淬火转移时间越短，合金的淬火冷速越快，析出的二次γ′相平均尺寸越细小。淬火转移时间30 s的FGH4095合金室温屈服强度优于淬火转移时间40 s的FGH4095合金，室温抗拉强度二者相近；淬火转移时间30 s的FGH4095合金的650℃屈服强度、抗拉强度、持久寿命以及持久塑性均高于淬火转移时间40 s的FGH4095合金。淬火转移时间越短，合金中二次γ′相的数量越多，尺寸越小，阻碍位错运动的临界剪切应力越高，使得合金的拉伸强度更高，持久寿命更长。     

C含量对一种单晶高温合金组织和持久性能的影响

研究了C含量对一种单晶高温合金组织和持久性能的影响。研究结果表明,随着C含量的增加,合金中γ/γ′共晶组织含量和尺寸减小,碳化物含量增加,其形貌由块状向骨架状和发达骨架状转变,Ta偏析程度降低,Re,W,Mo和Nb偏析程度增加。C含量对热处理后碳化物的形貌几乎无影响。随着C含量的增加,合金在980℃/250 MPa条件下的持久寿命先增加后降低,C质量分数为0.048%时达到最大值。持久过程中,未溶碳化物作为裂纹源缩短了合金的持久寿命。