高温合金服役和修复过程中的微观组织演变研究

对ЖC6y高温合金服役、修复过程中的微观组织演变进行了研究。结果表明,经过高温、长时间的服役,强化相γ′粒子出现明显退化,其粗化机制包括粒子聚集机制和Ostwald熟化机制。MC碳化物则分解为M6C型碳化物,并被一层γ′膜包覆。恢复热处理工艺可以恢复合金的持久性能。     

熔体过热处理对M963合金组织和高温持久性能的影响

对M963合金熔体进行了过热处理并在1248K／225 MPa条件下测试了其持久性。结果表明，随熔体过热温度的升高，铸态组织中的初生MC碳化物不断细化和均匀分布，合金的持久断裂寿命和塑性明显提高，但温度高达2023K的熔体过热处理，使合金中的气体含量升高，导致显微疏松增加，持久性能降低。在1923K温度下进行熔体过热处理，可使M963合金在1248K／225MPa条件下的持久寿命和持久塑性同时提高一倍以上。     

两种热处理对镍基单晶高温合金CMSX-4微观组织和持久性能的影响

研究了第2代镍基单晶高温合金CMSX-4的标准多级预处理+固溶热处理(多级固溶)和一种超初熔点固溶热处理工艺对其组织、元素偏析和持久性能的影响。结果表明:合金经1280℃/1 h+1290℃/2 h+1300℃/6 h,AC+1140℃/4h,AC+870℃/16 h,AC多级固溶热处理(工艺1)后,元素偏析得到较明显改善,在980℃/250 MPa和1070℃/140 MPa条件下的持久寿命分别为207.50 h和280.84 h。工艺1的固溶热处理过程中形成较多固溶微孔,铸态微孔尺寸增大,这些显微孔洞在持久实验中成为合金的裂纹源,使合金发生微孔聚集型断裂,是CMSX-4合金发生持久断裂的关键原因。合金经1320℃/3 h,AC+1140℃/4 h,AC+870℃/16 h,AC超初熔点热处理(工艺2)后,改善合金元素偏析情况不如工艺1,但采用的固溶处理制度形成的微孔数量较少,持久寿命更高,在980℃/250 MPa和1070℃/140 MPa条件下的持久寿命分别为293.08 h和310.10 h。     

微量元素P对Ni基铸造高温合金组织和持久性能的影响

研究了微量元素Ｐ对一种Ｎ８基铸造高温合金组织和９５０℃不同应力条件下持久性能的影响,结果表明：随着Ｐ含量的升高,合金的持久寿命和持久延伸率不断提高,当Ｐ含量（质量分数,下同）为０．０１７％时持久寿命达到峰值;Ｐ含量超过０．０１７％时合金在（γ＋γ′）共晶前沿析出磷化物相,Ｐ对合金持久性能的有益作用是由于Ｐ偏聚到枝晶间和晶界,抑制晶界扩散,从而提高合金的晶界强度。     

热处理对一种镍基单晶高温合金微观组织和持久性能的影响

研究了不同热处理工艺对一种镍基单晶高温合金的组织和持久性能的影响。结果表明：固溶处理时间越长，合金中的γ′相尺寸越均匀，有利于合金持久性能的提高。1080℃，4h和1150℃，4h时效后空冷获得的γ′相具有尺寸适合、立方度高的特点。2种时效处理对合金中温高应力的持久性能影响不明显，在高温低应力下，经1080℃时效处理的持久寿命略长。     

热处理对一种抗热腐蚀单晶高温合金组织和持久性能的影响

研究了热处理对一种抗热腐蚀单晶高温合金微观组织及1070 ℃/140 MPa持久性能的影响。结果表明：长时间的均匀化热处理显著降低了元素偏析;随着均匀化时间的延长,微孔面积分数逐渐增加,平均尺寸不断增大,微孔的密度呈先升高后降低的变化趋势;随一级时效温度的升高,γ′相尺寸逐渐增大,γ′相面积分数先增加后减少;合金的持久寿命随一级时效温度的提高先升高后降低,一级时效温度为1100 ℃时,立方状γ′相尺寸约370 nm且正方度较好,γ′相的面积分数最大,持久寿命最高;持久断口具有韧性断裂特征,亚晶界处的碳化物和微孔是引起持久试样断裂的主要裂纹源。     

稀土Y对单晶高温合金组织和高温持久性能的影响

在高温度梯度真空定向凝固炉中,采用螺旋选晶法制备了不含Y和含0.01%Y的两种单晶高温合金,研究了稀土Y对单晶高温合金组织以及在980℃/300 MPa条件下持久性能的影响。结果表明,添加微量稀土Y后,单晶高温合金的固相线和液相线降低,合金的一次枝晶间距有减小趋势,铸态和热处理γ′相均有所减小。在1100℃时效200 h后,不含Y和含Y合金都发生了γ′相的长大粗化以及少量针状TCP相的析出,而含Y合金的γ′相粗化程度较轻,Y对TCP相的析出无明显影响。添加微量稀土Y后,合金的高温持久性能提高。最后讨论了加入稀土Y提高单晶高温合金持久性能的原因。     

热处理对一种镍基单晶高温合金组织及性能的影响

研究了热处理工艺对一种镍基单晶合金微观组织及持久性能的影响,并测定了合金微区成分偏析系数.结果表明,经1 260℃/2 h A.C 1 300℃/4 h A.C 1 100℃/4 h A.C 870℃/16 h A.C的热处理明显改善了单晶合金元素的枝晶偏析,合金中γ强化相的尺寸适当、分布均匀,合金获得理想的综合性能.     

高温合金定向凝固技术研究进展

首先回顾了定向凝固的发展历史,重点分析了液态金属冷却定向凝固的技术特点。总结了高温度梯度下制备的定向凝固法单晶高温合金在组织和性能方面的研究现状,结合作者在本领域的研究,着重分析了定向凝固温度梯度、凝固速率、晶体取向、熔体超温处理、熔体对流控制对组织和性能的作用规律和机制,认为高温度梯度定向凝固是细化组织、减少缺陷、提高合金性能的重要途径。最后展望了高温合金定向凝固的发展趋势。     

Mo含量对一种镍基单晶高温合金显微组织和持久性能的影响

采用螺旋选晶法制备镍基单晶高温合金,研究了Mo含量（质量分数）分别为2％,3％,4％时合金的显微组织和高温持久性能．结果表明：3种成分合金的铸态组织均由γ和γ′相组成．1100℃,500h热暴露后,4％Mo合金中的μ相大量析出并长大,3％Mo合金中只有少量μ相析出,2％Mo合金中不析出μ相．析出的μ相主要由Mo,Re,W,Cr,Co和Nb等元素组成．其中,Mo形成μ相倾向最强;Re,W和Cr次之;Nb和Co最小．大量棒状μ相的析出严重损害了合金的高温持久性能,少量“相不降低合金的高温持久性能．考虑到Mo的固溶强化作用使合金高温持久性能升高,对于Ni-5Cr-10Co-4W-3Re-5.6Al-8Ta-1Ti-0．5Nb基础成分合金,最佳的Mo含量为3％．     

MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF NOVEL 718 SUPERALLOY

Recently, a novel 718 superalloy with remarkable structural stability at 680℃ has been designed and fabricated by CISRI (Central Iron and Steel Research Institute) etc. Phase identification of novel 718 alloy under the above-mentioned heat-treatment condition was performed using optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), and transmission electron microscopy (TEM). Results show that the novel 718 alloy has outstanding structural stability at 680℃. The novel 718 alloy possess excellent structural stability and good mechanical properties, which is attributed to ?酌'-phase strengthening and also to the specific sandwich structure of the ?酌' ＋ ?酌' strengthening phase.     

一种GH4169G合金的组织与蠕变行为

通过对等温锻造GH4169G合金进行直接时效处理、蠕变性能测试和组织形貌观察,研究了GH4169G合金的组织结构及蠕变行为。结果表明:经等温锻造和直接时效后,GH4169G合金晶粒具有不均匀特征,且在晶内存在孪晶,并有粒状δ相在晶内及沿晶界不连续析出,可改善晶界的结合强度。经不同条件蠕变性能测试后,根据稳态蠕变期间的应变速率,测定出合金在稳态期间的蠕变激活能和应力指数分别为Q=532.7 kJ/mol和n=12.1。合金在蠕变期间的变形特征是不同取向的孪晶变形和位错滑移,随蠕变进行,形变位错密度增加,且在晶界附近发生位错堆积,并产生应力集中,致使微裂纹在晶界处萌生及扩展,直至蠕变后期发生沿晶断裂。     

热处理过程中DD6单晶高温合金的组织演化规律与力学性能

研究了DD6单晶高温合金在热处理过程中的显微组织演化规律以及初熔组织的生成机理。通过研究不同固溶时效处理对γ′相形貌、尺寸分布和体积分数的影响且分析了完全热处理后合金的显微硬度和拉伸性能,从而确定了合金最佳的热处理工艺。结果表明,通过差热分析法和金相观察法确定合金的初熔温度在1300~1310 ℃。在1315 ℃固溶处理4 h,枝晶间/枝晶干γ′相尺寸趋于一致,呈立方状均匀排列。在固溶处理过程中,γ/γ′共晶组织熔化生成了不规则初熔组织。在不同的一次时效工艺下,1120 ℃时效4 h空冷后,γ′相立方度更好,尺寸分布更均匀。合金最佳的热处理工艺为1290 ℃×1 h+1300 ℃×2 h+1315 ℃×4 h, AC+1120 ℃×4 h, AC+870 ℃×32 h, AC。合金在完全热处理后,随拉伸温度从室温升高至850 ℃时,强度达到峰值,温度继续升高,强度下降;在760 ℃拉伸时塑性最差,随着拉伸温度从760 ℃升高到950 ℃,塑性提高。     

镍基变形高温合金的热处理组织转变及金相分析

概述了镍基变形高温合金的强化方式及不同热处理制度下的显微组织转变,对晶粒度、夹杂物、析出相的转变机理以及金相评定方法进行了归纳总结,以期为镍基变形高温合金的组织性能优化及检验提供参考.     

一种含4.2%Re单晶镍基合金在蠕变期间的组织演化与变形特征(英文)

通过组织形貌观察及蠕变曲线测定,研究了一种含Re镍基单晶合金的高温蠕变行为。结果表明:含4.2%Re单晶合金在1060-1100℃温度区间具有较好的承温能力,但表现出较强的施加应力敏感性。经高温蠕变断裂后,在试样不同区域γ′相具有不同的组织形貌,在远离断口区域γ′相形成的筏状组织与施加应力轴方向垂直,而在近断口区域,筏状γ′相的粗化及扭曲程度的增大为该区域发生较大塑性变形所致。在蠕变后期,合金的变形机制是迹线方向为[011]和[011]的滑移位错切入筏状γ′相,主、次滑移系交替开动,使筏状γ′相发生扭折形成不规则的扭曲形态,直至发生断裂是合金的蠕变断裂机制。     

高Al新型Co-Al-W基高温合金热处理过程中微观组织演变

利用电子显微技术研究了Co-12Al-10W三元高温合金在热处理过程中的微观组织转变过程。结果表明,铸态合金的显微组织存在初生CoAl相。经过1300 ℃×8 h固溶处理后,初生CoAl相完全固溶,并析出μ相。随后在900℃时效处理过程中,γ和γ′相两相共格结构在50 h后出现,γ′相的尺寸随时间的延长不断增大。在时效处理初期,析出相主要为μ相;随着时效时间的延长,部分μ相边缘出现了DO19相;而时效时间进一步延长至600 h后,大量的μ相边缘出现了DO19相和B2相,同时在晶内出现了大量的针状B2相。电子衍射谱的分析表明,μ相、DO19相、B2相和γ′相之间存在着特定的取向关系为[111]B2//[110]γ′,(011)B2//(111)γ′,[001]μ//[110]B2//[001]DO19,(11-2)B2//(-100)μ//(100)DO19,(1-10)B2//(0-27)μ//(0-10)DO19。这些特殊的取向关系归结于析出相之间的结构关联性,而相转变则由W元素在时效处理过程中的扩散作用造成。     

某燃气轮机涡轮叶片长期服役后的微观组织与性能

研究了服役45000 h后的燃气轮机叶片不同部位微观组织与持久性能的退化行为.试验结果表明:长时服役后,叶片榫齿部位的微观组织未发生明显的退化损伤,叶片叶尖部位的微观组织则发生明显的退化,其中MC型碳化物发生退化分解,立方状γ'相退化成粗大的球状γ'相.长时服役后,叶片的硬度没有发生明显的变化,而蠕变持久性能明显降低,...     

等温锻造GH710合金组织与性能

为解决GH710合金普通锻造时变形困难、组织性能不均匀的技术问题,开展了GH710合金等温锻造工艺研究.对等温锻造GH710合金变形性能、微观组织和力学性能进行了分析,结果表明,等温锻造工艺可有效改善GH710合金变形性能、细化晶粒组织、提高合金力学性能.GH710合金经1100 ℃变形量为50%和70%的等温锻造后,均具有良好的力学性能,特别是其持久性能得到大幅度提高,815 ℃缺口持久性能达到100 h之上,980 ℃光滑持久性能达到80 h之上.采用等温锻造工艺研制出了Φ240 mm的GH710合金涡轮盘模锻件,锻件外观完整、晶粒组织细小均匀,力学性能稳定,等温锻造工艺是制备GH710合金细晶涡轮盘的理想工艺.     

热处理对热连轧GH4169合金蠕变性能的影响

通过对热连轧（HCR）GH4169合金进行不同工艺热处理、蠕变性能测试和组织形貌观察,研究了热处理工艺对HCR合金组织与蠕变性能的影响。结果表明：热连轧合金中晶粒细小,具有明显的孪晶特征;HCR合金经直接时效后,大量细小γ＂相在晶内弥散析出,可提高合金的蠕变抗力,在660℃、700 MPa条件下,使合金的蠕变寿命由60 h提高到126 h;经长期时效处理后,合金中的晶粒尺寸和γ＂相略有长大,同时有NbC、Cr7C3碳化物在晶内析出。在蠕变过程中,HCR合金的变形特征是孪晶变形及孪晶内发生位错的双取向滑移;DA合金与LTA合金具有相近的蠕变寿命,其变形特征仍然是孪晶变形和晶内的位错滑移。     

一种镍基高温合金熔敷金属的组织及性能

通过热力学计算、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等分析了一种镍基高温合金熔敷金属的组织结构和力学性能.结果表明,试验用镍基高温合金熔敷金属的组织主要由柱状NiCr奥氏体以及在其亚晶间分布的少量γ'相、MC型碳化物和Laves相组成.熔敷金属组织结构完好,无裂纹、孔洞等缺陷,但多数合金元素存在偏析行为,其中元素Fe在亚晶粒中心含量较高,元素Mo,Nb,Al和Si在亚晶间含量较高,而元素Cr不存在偏析行为.熔敷金属具有良好的强度和韧性,在拉伸试验及冲击试验中其断裂形式均为塑性断裂,断口形貌为典型的韧窝状.