GH901合金φ250mm棒材碳化物偏析

GH901合金是利用添加Al、Ti形成金属间化合物γ[Ni3(Ti，Al)]来沉淀强化，同时加入Mo来固溶强化的镍铁铬基高温合金。     

第四代粉末高温合金成分选取范围研究

在综合分析第一至三代粉末高温合金发展思路并借鉴叶片合金的基础上,从高强度、高损伤容限和高工作温度要求出发,围绕固溶强化、沉淀强化和晶界强化,研究并确定了第四代粉末高温合金的成分选取范围:①γ′相形成元素Al+Ti+Ta+Nb≈9%~15%;②固溶强化元素Cr+Co+Mo+W≈30%~40%;③TCP相形成元素Cr+Mo+W≤20%;④一定量晶界强化元素(C、B、Zr、Hf)。     

GH708合金800℃拉伸塑性不合原因分析

GH708合金是某发动机用镍基高温合金。该合金W、Mo含量高达12％，Al、Ti含量达到3．5％，属典型的固溶强化 时效强化的难变形高温合金，在高温下固溶强化作用非常明显。     

镍基高温合金GH4738的凝固偏析和碳化物析出行为

高温合金铸锭凝固过程内部各区域散热条件不同,冷却速率存在明显差异。采用差示扫描量热分析(DSC)、高温共聚焦显微镜(HT-CLSM)原位观察和定向凝固(DS)的方法,研究了宽冷速范围下GH4738合金的凝固偏析和碳化物析出行为。结果表明, GH4738合金的凝固顺序为L→γ+L,L→γ+L+MC,L→γ+MC+η+(γ+γ′),其中MC型碳化物、η相和(γ+γ′)共晶相为合金凝固过程中的主要偏析产物;Ti、Mo元素是合金的主要枝晶间偏析元素;提高冷却速率能有效降低凝固前沿残余液相中的溶质富集程度;铸态组织中的的碳化物主要为富Ti的MC型碳化物(TiC、Ti(N)C)和以TiN或Al₂O₃为核心的MC型复合碳化物(Al₂O₃-TiC、TiN-TiC);随着冷却速率降低,碳化物平均尺寸增大,体积分数减小,形貌由小块状向长条状、汉字状和大块状演变。     

第二相粒子与织构对高强Cu--Ni--Si系合金薄板各向异性的影响

利用利用X射线衍射、电子背散射衍射和透射电子显微镜等手段研究了Cu-Ni-Si系合金在不同固溶温度下第二相与织构对其平面各向异性的影响.结果表明:随固溶温度的升高,合金强度和伸长率均出现先升高后降低的趋势,且存在明显的各向异性;800℃固溶时,Cu'和S'为主织构,部分形变晶粒诱发少量Brass、Goss和{011}〈511〉取向的形成,使得合金各向异性减弱;高温固溶时(≥ 850℃),晶粒发生完全再结晶,Cu'和S'织构强度显著增加,Brass等织构减弱甚至消失,各向异性增强;850℃固溶时效后形成δ-Ni₂Si析出相,并与基体满足[001]_Cu//[110]_δ,(010)_Cu//(001)_δ位向关系,温度进一步增加,第二相析出体积分数降低,有利于改善材料的各向异性.      

铌含量对LF9合金性能的影响

 研究了不同Nb含量的LF9合金经固溶+二次时效处理后的力学性能。结果表明,随Nb含量增加,合金的室温和高温强度提高,塑性及韧性下降。经960 ℃固溶+二次时效后,合金中的主要强化相为η相,随着Nb含量增加,η相数量增多,形态由短片状变为长片层状。经1 020 ℃固溶+二次时效后,合金中的主要强化相为(γ′+γ″),随着Nb含量增加,η相形态从微量的颗粒状变为大量的短片状,对提高合金强度起到了重要作用。经(960~1 020 ℃)固溶+二次时效后,合金中(γ′+γ″)相的尺寸主要为10~100 nm。     

温度对镍基高温合金粉末氧化行为的影响

通过化学分析、扫描电子显微镜观察、X射线衍射分析及X射线光电子能谱分析等方法, 研究了温度对镍基高温合金粉末氧化行为的影响。结果表明, 室温条件下, 粉末氧含量(质量分数)较低(0.012%), 粉末表面发生部分氧化, 表面存在Ni、Cr、Ti等元素的单质态和以Ni (OH)₂、Cr₂O₃、TiO₂为主的氧化物/氢氧化物; 当温度上升至150 ℃, 氧含量增加不明显; 随着温度进一步提高至250 ℃, 粉末氧含量明显增加, 达到0.034%, 粉末表面全部氧化, 表面主要由Ni (OH)₂、Cr₂O₃、TiO₂组成。温度对镍基高温合金粉末氧化行为影响显著, 合理控制温度可以获得低氧含量的粉末, 本研究所用镍基高温合金粉末大气条件下最高处理温度为150 ℃。     

0Cr20Ni65Ti3AlNb合金平衡析出相热力学计算

利用JMatPro热力学计算软件,对0Cr20Ni65Ti3AlNb合金的平衡析出相和非平衡凝固过程进行了模拟计算。结果表明：合金的主要平衡析出相有γ相、γ′相、MC和M₂₃C₆型碳化物相、η相,合金的非平衡凝固过程中Nb、Ti元素偏析比较严重,会降低合金的初、终熔点;Al含量对γ′相析出温度和析出量影响最大;C是MC和M₂₃C₆型碳化物相主要形成元素,对其析出温度和析出量起决定作用;η相的开始析出温度和析出量主要受Ti含量影响,过多的η相析出会影响合金的机械性能,因此,在成分设计过程中需合理控制合金的Ti含量。     

不同冷速凝固的Mg-9Gd-0.8Al合金固溶行为及组织性能

为了探究Al元素在不同冷却速度下对Mg-9Gd合金组织细化效果及其对后续固溶处理的影响,利用铁模和铜模重力铸造制备了铸态Mg-9Gd-0.8Al合金,之后进行10~50 h的固溶处理。采用OM、SEM、TEM、EDS及XRD等方法研究了冷却速度对Mg-9Gd-0.8Al合金凝固和固溶行为及组织力学性能的影响。结果表明,铁模和铜模制备的铸态Mg-9Gd-0.8Al合金组织均由α-Mg基体、花瓣状(Mg, Al)₃Gd相、细条状Mg₅Gd相和方块状Al₂Gd相组成。铜模相比于铁模冷却速度加快,制备的合金基体晶粒和第二相显著细化,第二相体积分数总量增长幅度达56.1%。2种模具制备的合金固溶10 h后,Mg₅Gd相溶解、(Mg, Al)₃Gd相部分溶解、高熔点Al₂Gd相无变化,晶粒内析出层片状(Mg, Al)₂Gd新相,第二相总量趋于相等。固溶50 h后,(Mg, Al)₂Gd层片相回溶,残余(Mg, Al)₃Gd相发生熔断呈颗粒状,铜模制备的合金第二相颗粒比铁模的更细小。细晶强化和第二相强化使铜模制备的铸态合金性能较铁模制备的合金性能大幅提高,固溶10 h后合金屈服强度提升,伸长率基本不变。固溶处理50 h后,固溶强化、细晶强化和细小颗粒的第二相强化使铜模制备的固溶50 h态合金获得最优性能,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为141 MPa、234 MPa和22.4%。     

铸造镍基合金CW12MW与CW6MC平衡凝固及析出热力学模拟

利用Thermo-Calc(TC)热力学计算软件以及专业的TCNI10镍基数据库，针对铸造镍基合金CW12MW与CW6MC平衡凝固与冷却过程的相变路径以及两种材质的主要合金元素，对各自平衡体系的垂直截面相图的影响分别展开计算分析。计算结果表明：铸造镍基合金CW12MW平衡凝固及冷却过程的相变路径依次为：L→L+γ→L+γ+M₆C→γ+M₆C→γ+M₆C+σ→γ+M₆C+σ+M₂₃C₆→γ+M₆C+σ+M₂₃C₆+μ→γ+σ+M₂₃C₆+μ，其平衡转变过程中析出主要的金属间相为σ相与μ相，最大相摩尔分数分别为0.27与0.003 7,Cr、Mo及W元素主要促进σ及μ相的形成与稳定；铸造镍基合金CW6MC平衡凝固及冷却过程的相变路径依次为：L→L+γ→L+γ+γ′-Ni₃(Al,Ti)→γ+γ′-Ni₃(Al...     

几种Nb—Ti—Cr—A1合金的微合金强化工艺

Nb—Ti—A1合金是一类在航天航空工业中具有良好发展前景的低密度铌基高温合金。但在该类合金的成分设计中存在两大矛盾制约了该类合金的发展。主要是Nb／Ti比值和cr＋Al含量。高的Nb／Ti比值可以提高合金的使用温度和热强性,但是反过来也增大了合金的密度。较高的cr＋Al含量可以提高合金的抗氧化能力和抗拉强度,但同时也导致合金低温脆性急剧上升。虽然可以通过调整Nb、Ti、Cr、A1四种成分的比值获得最佳的性能,但距离航空航天方面的性能指标尚有一定距离。因此必须对合金采取固溶强化和弥散强化等工艺处理。利用金相分析、XRD和SEM等多种实验方法分析了硼、钨、钼、碳和硅对Nb—Ti—A1合金的微合金化强化后的合金微观组织,并对其强化机理做了初步探讨分析。     

新一代镍基变形高温合金GH4065A的组织控制与力学性能

由于GH4065A合金的强化相γ′相的体积分数为43.0%,显微组织演化规律不同于传统的变形高温合金与粉末高温合金。系统分析了GH4065A合金的锻态组织特点与演化机制,发现其显微组织是一种不完全的动态再结晶(DRX)组织,动态再结晶晶粒被大尺寸γ′相限制长大,同时这些γ′相因晶界短路扩散而粗化,而未动态再结晶(unDRX)晶粒内弥散分布的小尺寸γ′相阻碍位错运动,进而形成大量由位错胞壁构成的亚结构。基于合金的锻态组织特点,可以通过固溶处理,利用动态回复(DRV)机制基本消除残留的未动态再结晶组织。根据GH4065A合金γ′相的固溶温度,可将热处理制度分为亚固溶处理与过固溶处理2种,亚固溶处理后的晶粒度为8.0级,过固溶处理的晶粒度为4.0级。经亚固溶处理后,GH4065A合金涡轮盘锻件的力学性能达到了第2代粉末涡轮盘的水平。     

Nb在高Ti中Al铁基高温合金的作用

探讨Nb在高Ti中Al铁基高温合金的作用，认为Nb参与了γ-相形成，增加γ-相数量，生成Ni3（Al、Ti、Nb）提高γ-相的固溶温度，从而实现第二相强化。同时，Nb促使碳化物相处于均匀弥散分布状态使合金组织均匀化并显著提高室温、700℃拉伸和持久强度，改善塑性。当Nb含量超过1．38％时γ-相析出达到平衡，μ-相结构发生变化，且数量增加，晶界小颗粒状、块状、链状、μ相析出脆化了晶界，降低合金塑性。     

镍基高温合金GH4151的偏析及相析出行为

摘要：利用电子探针(EPMA)、场发射扫描电镜（SEM）及差热分析（DTA）研究了GH4151合金的元素偏析行为、铸态组织特征以及析出相种类,并对合金凝固过程进行讨论。结果表明：GH4151合金凝固过程中,W元素偏聚于枝晶干,Mo、Nb、Ti元素偏聚于枝晶间,Co、Cr、Al元素几乎不发生偏析,Nb、Ti元素偏析较重。GH4151铸锭心部为粗大的等轴晶,主要析出相包括强化相γ′相、一次碳化物、η相、（γ+γ′）共晶相以及Laves相,其中枝晶间分布的η相、（γ+γ′）共晶相和Laves相为低温脆性相在凝固末期形成,扩大了合金的凝固区间,从而导致合金热裂敏感性增加。     

不同冷速凝固的Mg-9Gd-0.8Al合金固溶行为及组织性能

为了探究Al元素在不同冷却速度下对Mg-9Gd合金组织细化效果及其对后续固溶处理的影响,利用铁模和铜模重力铸造制备了铸态Mg-9Gd-0.8Al合金,之后进行10～50 h的固溶处理。采用OM、SEM、TEM、EDS及XRD等方法研究了冷却速度对Mg-9Gd-0.8Al合金凝固和固溶行为及组织力学性能的影响。结果表明,铁模和铜模制备的铸态Mg-9Gd-0.8Al合金组织均由α-Mg基体、花瓣状(Mg, Al)₃Gd相、细条状Mg₅Gd相和方块状Al₂Gd相组成。铜模相比于铁模冷却速度加快,制备的合金基体晶粒和第二相显著细化,第二相体积分数总量增长幅度达56.1%。2种模具制备的合金固溶10 h后,Mg₅Gd相溶解、(Mg, Al)₃Gd相部分溶解、高熔点Al₂Gd相无变化,晶粒内析出层片状(Mg, Al)₂Gd新相,第二相总量趋于相等。固溶50 h后,(Mg, Al)₂Gd层片相回溶,残余(Mg, Al)     

过渡族元素Zr,Ti对Al—Sc合金高温力学性能影响

在Al-0.35Sc合金中加入不同含量的微量过渡族元素Zr,Ti，采用正交实验测定了这些含Zr,Ti元素的Al-0.35Sc合金的高温（270℃）力学性能，研究了Zr,Ti加入量、时效温度、时间对合金的高温力学性能的影响。并应用透射电镜，观察了微观组织，分析高温强化机理，观察表明，加入Zr,Ti的合金中第二相粒子细小。270℃温度条件下，Al-0.35Sc-Zr-Ti合金的高温力学性能高于Al-0.35Sc合金。高温状态下，共格强化、亚晶强化、晶界强化三种机理共同起作用。     

新型钴基高温合金的组织结构与力学性能

对新设计的三种新型钴基高温合金的组织结构及性能进行了研究.结果表明：钨作为合金的主要固溶元素,其含量必须控制在17.0%～18.5%的范围内,才能有效地起到固溶强化作用.过多的钨元素将形成大量的析出相,晶粒也因此而细化,虽然合金的室温强度会有所提高,但是在1200℃高温下,变得较为薄弱的大量晶界却使强度明显降低.     

含5%铬镍基单晶高温合金相分析

近年来单晶技术的发展解决了镍基高温合金晶界强化问题,使镍基高温合金具有优良的综合性能。合金的高温性能除取决于合金成份和工艺外,还必需进行适宜的热处理。对于新型单晶合金应选择合适的固溶温度,尽可能使铸态粗化γ′,相固溶而使显微组织均匀化,以便时效时能保证析出大量均匀弥散的γ′,相(二次γ′),这种弥散γ′相能提供在一定γ′体积百分数下的最佳蠕变抗力。为了研究不同固溶温度对NASAIR—100合金的组织和性能的影     

FGH95镍基合金的组织结构与蠕变行为

通过蠕变曲线测定和组织形貌观察,研究了FGH95合金的蠕变特征与变形机制.结果表明:经高温固溶及"盐浴"冷却后,FGH95合金的组织结构由细小γ'相及粒状碳化物弥散分布于γ基体所组成,由于沿晶界不连续析出的粒状(Ti,Nb)C相可提高合金的晶界强度,并抑制晶界滑移,故使其在650℃、1 034MPa条件下有较小的应变速率和较长的蠕变寿命.合金在蠕变期间的变形机制是位错切割γ或γ'相,其中,当(1/2)<110>位错切入γ相,或<110>超位错切入γ'相后,可分解形成(1/6)<112>肖克莱不全位错或(1/3)<112>超肖克莱不全位错+层错的位错组态;蠕变后期,合金的变形特征是晶内发生单取向和双取向滑移,随蠕变进行位错在晶界处塞积,其引起的应力集中致使裂纹在晶界处萌生及扩展是合金的蠕变断裂机制.     

镍基高温合金GH4706析出相的热力学计算与分析

应用Thermo-Calc热力学计算软件,模拟元素含量及热处理温度对镍基高温合金GH4706平衡相析出规律的影响。结果表明:平衡析出相的种类和析出温度范围与微观组织观测和差热分析的实验结果基本一致。MC碳化物的初始析出温度随Nb、Ti含量增加而降低,而析出量主要受C含量影响;η相初始析出温度与析出量随Ti含量增加而增大,受Nb、Fe影响较小;γ'相初始析出温度与析出量随Al含量增加而升高,受Ti、Nb含量影响较小;合金凝固过程中Nb、Ti会产生显著正偏析,Cr产生负偏析;Nb、Ti含量增加提高合金初熔点,降低合金的终熔点,使凝固温度范围变窄。