Calculation of the internal stresses at the γ/γ’ interface of DD8 single crystal nickel base superalloy after thermo-mechanical fatigue

计算了DD8单晶镍基高温合金在同相(IP)和反相(OP)热机械疲劳(TMF)后γ／γ′相界面上产生的位错网的内应力．结果表明：IPTMF条件下，γ／γ′相界面上产生的位错网可以释放掉大部分错配应力，同时因位错网的存在导致了γ′沉淀相发生了明显的筏化现象．OP条件下产生的层错未造成基体内应力分布的不同，因此未发生γ′沉淀相的筏化。     

DD8单晶镍基高温合金热机械疲劳后γ/γ''''界面位错网产生内应力的计算

计算了DD8单晶镍基高温合金在同相(IP)和反相(OP)热机械疲劳(TMF)后γ／γ'相界面上产生的位错网的内 应力.结果表明:IP TMF条件下, γ／γ'相界面上产生的位错网可以释放掉大部分错配应力,同时因位错网的存在导致了γ' 沉淀相发生了明显的筏化现象. OP条件下产生的层错未造成基体内应力分布的不同,因此未发生γ'沉淀相的筏化.     

Stacking Fault in γ’ Precipitate of Single Crystal Nickel Base Superalloy DD8 After Out-of-Phase Thermo-Mechanical Fatigue

对镍基单晶高温合金DD8在恒机械应变控制下的反位相（OP）热机械疲劳（TMF）实验后的微观结构进行了研究。结果表明，DD8单晶经过OP TEM后γ′沉淀相被Schockley不全位错剪切，而不是象在等温疲劳（IF）那样是被位错对剪切。经过分析得出，γ′沉淀相是被位错对还是Schockley不全位错剪切，在适当的温度下，与形变的速度和施加的应力大小有很大的关系。     

一种单晶高温合金的高温蠕变性能

在真空定向凝固炉中采用螺旋选晶法制备了一种镍基单晶高温合金,研究了合金在不同温度和应力下的高温蠕变性能,用扫描电镜和透射电镜研究了合金蠕变断裂组织。结果表明,在1 070~1 120℃温度范围内,120~140 MPa应力条件下,合金具有良好的蠕变性能和较高的承温能力。随着加载应力或者温度提高,合金的应变速率增大,蠕变寿命降低。合金在高温蠕变过程中形成了筏排组织,随着加载应力或者温度提高,筏排的厚度增加。不同条件的蠕变过程中都析出了少量的针状σ相,它主要含有Re、W、Mo等元素。高温下合金蠕变变形机制为位错绕过机制,在γ/γ′相界面形成了高密度的位错网。     

[111]取向镍基单晶合金的组织结构与蠕变行为

通过蠕变曲线的测定及微观组织形貌观察,研究[111]取向镍基单晶合金在高温低应力条件下的组织结构与蠕变行为。结果表明:经完全热处理后,[111]取向单晶合金的组织结构是立方γ′相以共格方式嵌镶在γ基体中,并沿100方向规则排列;在1 040~1 080℃、137~180 MPa的温度和应力范围内,该取向单晶合金表现出明显的温度和施加应力敏感性。蠕变期间,γ′相沿与应力轴呈一定角度形成筏状组织,蠕变后期在近断口区域筏状γ′相发生粗化和扭折。[111]取向单晶合金在蠕变期间的变形特征是位错在γ基体通道中运动和剪切筏状γ′相,由于形变量较大,较多位错切入筏状γ′相后使其形成亚晶结构,其中,蠕变后期大量位错切入筏状γ′相导致合金的蠕变抗力降低,是合金发生蠕变断裂的主要原因。     

同位相热机械疲劳形变后γ／γ′相界面上的位错网分析

DD8单晶镍基高温合金经过同位相热机械疲劳（TMF）后，在垂直于应力轴的γ/γ′相界面上存在着大量的六角形位错网。对位错网中的位错进行的分析表明，六角形位错网中的位错都是刃型位错，而且这些位错的Brugers矢量都不与滑移过程开始的滑移系相对应。利用双交滑移模型说明了位错网的形成机制。     

原始孔洞缺陷周围应力分布对镍基单晶高温合金组织演变的影响

在高温低应力条件下,研究了DD6镍基单晶合金原始疏松孔洞周围应力分布及其与附近γ′相筏化之间的关系。通过有限元模拟和实验验证发现:原始孔洞形貌和取向对于其界面周围组织稳定性有重要影响,单向加载条件下,疏松孔洞界面主要集中拉应力;孔洞长轴取向越接近于外加载荷方向,其周围γ′发生筏化面积越大。蠕变微裂纹优先由某些形貌取向有利于其周围组织筏化的孔洞界面处产生。     

单晶镍基高温合金DD8反位相热机械疲劳后的层错

对镍基单晶高温合金DD8在恒机械应变控制下的反位相(OP)热机械疲劳(TMF)实验后的微观结构进行了研究.结果表明,DD8单晶经过OP TMF后γ＇沉淀相被Schockley不全位错剪切,而不是象在等温疲劳(IF)那样是被位错对剪切.经过分析得出,γ＇沉淀相是被位错对还是Schockley不全位错剪切,在适当的温度下,与形变的速度和施加的应力大小有很大的关系.     

DD8单晶镍基高温合金的热机械疲劳

对DD8合金进行了同位相(IP)与反位相(DP)热机械疲劳(TMF)实验。结果表明：当以机械应变幅作为参量时，在高应变幅下，IP疲劳寿命均低于OP的寿命；随着应变幅的降低，IP疲劳寿命有向OP寿命靠近的趋势，扫描电镜观察表明，IP和OPTMF试样的断口形貌有明显的不同，在IP实验中，裂纹萌生于试样内的铸造孔洞，垂直于加载轴方向扩展；而OP裂纹则是萌生于试样的自由表面，沿着{111}晶面扩展，不同的裂纹萌生和扩展机制是导致IP和OPTMF寿命差异的主要原因。     

应变幅对第二代镍基单晶高温合金DD11980℃低周疲劳性能的影响（英文）

通过对第二代镍基单晶高温合金DD11在980℃条件下低周疲劳性能测的试及表征,研究了不同应变幅(Δε/2=0.5%～1.2%)对循环应力响应行为和断裂模式的影响,建立了显微组织演变和疲劳行为之间的联系。结果表明,该合金发生了循环软化行为并且随着应变幅的提高,循环软化程度降低。γ'的粗化以及垂直于加载轴方向的γ通道加宽有利于位错运动的进行,因此造成了循环软化。当应变幅为0.5%时,位错回复也是造成循环软化的原因。随着应变幅增加至0.8%后,γ'的粗化以及垂直于加载轴方向的γ通道加宽程度降低,位错在两相界面上发生了塞积,造成了循环软化程度的降低。疲劳失效模式从扩展区的正断模式转变为了瞬断区的剪切断裂模式。本研究有利于建立单晶高温合金涡轮叶片疲劳失效模式、循环应力响应行为和组织三者的关系,对涡轮叶片的设计使用具有一定的指导意义。     

硬质合金的粘结相及其相变

对WC基硬质合金的Co粘结相、非Co粘结相和TiC基金属陶瓷合金的Ni—Mo粘结相的形态、成分、结构和相变及其同合金性能的关系进行了研究。讨论了影响因素和相关机理。对不同作者的研究结果进行了比较和分析。     

Al-Zn-Cu系室温相图低Cu区的研究

熔制了14个不同成分的Al-Zn-Cu合金，并进行了组织均匀化和平衡冷却至室温的处理．通过显微组织观察、X射线衍射分析和电子探针微区成分分析，测定了这14个合金的相组成及成分，还通过晶格常数变化和溶质浓度关系的分析，对α与CuZn4相的成分进行了计算，并绘制出了Al-Zn-Cu系低Cu侧的室温相图．结果表明：在室温下Al-Zn-Cu系中存在稳定的化合物T’相，实际确定的室温三相区是：T’ α β，T’ α Al2Cu，T’ CuZn4 β，T’ AlCu Al2Cu．明确了CuZn4中的最高Al含量远远小于原来认知的数值(18％)，应该小于7％．     

影响硬质合金粘结相结构变化的因素分析

用X射线衍射分析（XRD）研究了Co及WC－Co硬质合金粘结相的相变行为。结果表明，在纯Co和Co粘结相从fcc向hcp结构的转变过程中，机械应变和由多次热循环效应引起的热应力、应变是重要的诱发因素。但添加稀土元素能够抑制RE－Co和RE－Co粘结相向hcp结构转变。     

杠杆定律在相图中的正确应用

杠杆安律可以用来计算处于两相平衡的二元合金中每个相的质量分数,它也可以用来估算二元合金在接近平衡状态下,不同组织组成物的质量分数,从而使它具有实用价值。应用杠杆定律时,必须遵循相图的基本规律并使用标准术语。     

Co-Cr-W三元系相平衡的热力学计算

用CALPHAD方法评估了Co-Cr-W三元系,计算了1000,1200和1350℃的相平衡。采用亚正规溶体模型描述了液相,fcc相,bcc相和hcp相。σ相,μ相,R相分别用模型（Co,W）8（Cr,W）4（Co,Cr,W）18,（Co,Cr,W）7W2（Co,Cr,W）4和（Co,W）27（Cr,W）14（Co,Cr,W）12来表示;得到了自洽的热力学相互作用参数。计算的1000,1200和1350℃的相图与实验数据吻合。     

纳米晶SmCo7合金的相稳定性、相变行为及其对磁性能的影响

以纳米晶单相SmCo7合金块体为初始原料,通过系列退火系统研究了随着晶粒长大其物相组成和显微组织的演变特征。研究发现纳米晶SmCo7相从室温至600℃都能保持很好的相稳定性(晶粒长大十分缓慢)。而且研究发现纳米晶SmCo7相的失稳分解和晶粒的突发长大会同时发生。值得注意的是分解形成的Sm2Co17相大部分是以显微孪晶的形式存在,而SmCo5相则是呈圆形均匀分布于合金中。另外通过对具有不同晶粒尺寸和物相组成的纳米晶SmCo7合金的室温磁性能细致表征,发现单相SmCo7合金都具有非常优异的磁性能。而其中平均晶粒尺寸为33nm的单相SmCo7合金具有最高矫顽力,达到1164.54kA/m;平均晶粒尺寸为29nm的单相SmCo7合金具有最高的磁能积,达到95.65kJ/m3。     

相组成对Cr-Nb合金高温氧化行为的影响

采用机械活金化 热压烧结法制备5种不同相组成的Cr-Nb合金,研究相组成对Cr-Nb合金在950～1200℃空气中氧化行为的影响。结果表明,Cr相能显著增加NbCr2合金950℃的抗氧化性能;而Nb相不利于合金高温抗氧化性的提高,甚至发生灾难性氧化。SEM和XRD分析显示,单相Cr-2.5Nb合金发生了Cr的外氧化,只形成单一的Cr2O3膜;而双相Cr-18.5Nb合金和单相Laves相NbCr2合金均发生Cr的外氧化和内氧化,形成两层结构的氧化膜。但随着氧化温度增加到1200℃,由于Cr2O3的挥发,导致Cr-Nb合金高温抗氧化性变差。因此,为满足实际高温应用要求,对富软第二相Cr或Nb的NbCr2基合金实施相应的表面防护是必须的。     

GaAs在Bi中的溶解特性及相平衡SCIEI

用改进的半导体材料生长中的液相外延设备测定了GaAs在Bi中溶解度。根据测定结果,获得了富Bi侧的Bi-GaAs二元平衡图。同时发现,在所研究的温度范围内相同的溶解时间内的溶解量与饱和溶解量之比与温度的关系也各不相同。这一现象似可认为是某些金属间溶解过程中的普遍特性。     

SOLUBILITY CHARACTERISTICS OF GaAs IN Bi AND THEIR PHASE DIAGRAM

A modified liquid phase epitaxy apparatus for semiconductor materials was used to measurethe solubility of GaAs in Bi.Two phase diagrams rich in Bi under H_2 and N_2 atmosphereswere obtained according to the results of measurement.A new phenomenon,in which theparameter Q value(quantity of GaAs dissolved in Bi in fixed time/saturation quantitu,ofGaAs in Bi)was different from each other at various temperatures and there existed a maxi-mum Q value at definite temperature,was observed.This phenomenon may be regarded as acommon feature of a simple binary metallic system which has the phase diagram similar tothat of Bi-GaAs.The difference observed from the dependence of Q values on temperature inboth H_2 and N_2 atmospheres was discussed.