超细晶化对高温合金GH4169性能的影响

为了研究超细晶化对高温合金GH4169机械性能的影响。对超细晶GH4169合金与普通GH4169合金在室温，高温的力学性能及较低应变速率下，950℃时的超塑拉伸性能进行了对比。结果表明：超细晶GH4169合金相对于普通GH4169合金其室温强度有所提高；超细晶GH4169合金在950℃有很好的超塑性，相对于普通GH4169合金其流动应力大大降低，可用于超塑成形。     

GH4169合金变应变速率热变形过程动态再结晶动力学行为及建模

目的 研究变应变速率高温变形过程中GH4169合金动态再结晶行为和晶粒组织的演变机理.方法 在不同变应变速率工况下对GH4169合金进行高温压缩实验,分析了变形参数对动态再结晶行为与晶粒组织的影响规律,建立变应变速率工艺下GH4169动态再结晶动力学和晶粒尺寸预测模型.结果 随着第一阶段真应变的增加或第一阶段/第二阶段...     

锻态GH4169合金热变形本构方程及热加工图

目的 研究锻态GH4169合金的热变形行为,获得优化的热加工参数。方法 采用Gleeble 3500热模拟实验机对锻态GH4169合金进行不同工艺参数的热压缩实验,建立锻态GH4169合金的热变形本构方程,分析流变应力与热加工参数之间的关系。根据获得的流变应力–应变曲线建立锻态GH4169合金的热加工图。采用金相显微镜观察锻态GH4169合金变形后的显微组织。结果 锻态GH4169合金的应力随变形温度的增加和应变速率的降低而降低。基于锻态GH4169合金的热加工图可知,锻态GH4169合金可热加工的区域分别为987～1 027℃/0.026～0.01 s^-1和1 070～1 100℃/0.026～0.01 s^-1,最优热加工参数分别为1 000℃/0.01 s^-1和1100℃/0.01s^-1。通过金相组织结果分析可知,锻态GH4169合金无论在低温高应变速率条件下,还是在高温低应变速率条件下都发生了再结晶。对于热加工图中的流变失稳区,合金的动态再结晶主要与变形热有关。对于热加工图中可热加工的区域,合...     

激光立体成形GH4169高温合金γ″相的高温粗化行为

采用激光立体成形技术制备GH4169高温合金块体,对其在720~780℃温度区间进行不同保温时间的双级时效处理,采用微观测试分析方法对高温短时时效处理后γ″相的形态、尺寸变化及粗化动力学行为进行研究。结果表明:激光立体成形GH4169合金在不同保温时间双级时效条件下,γ″相形态基本为圆盘形;和保温时间相比,时效温度对γ″相的影响更为显著;γ″相的粗化规律符合Lifshitz-Slyozov-Wagner(LSW)理论,计算获得γ″的粗化激活能Q=281.85kJ/mol,较锻造GH4169合金的γ″粗化激活能略高,表明激光立体成形GH4169合金的组织稳定性优于锻态。     

高温合金GH4169管材挤压工艺及组织分析

对高温合金GH4169管材挤压成形进行了工艺研究.确定了GH1140管材挤压成形工艺参数,分析了GH4169管材挤压力能参数变化规律.分析了管材挤压对组织性能的影响.研究结果发现,GH4169管材挤压成形时必须严格控制坯料温度、模具预热温度、润滑方式、挤压速度、挤压比等工艺参数.     

固溶处理的热连轧GH4169合金的组织与蠕变特征

通过对热连轧GH4169合金进行固溶和时效处理、组织形貌观察和蠕变性能测试,研究了固溶和时效处理合金的组织结构和蠕变特征。结果表明,经固溶和时效处理合金由较大尺寸晶粒组成,并具有明显的孪晶特征,且细小γ′、γ″相在晶内弥散析出,可提高合金的蠕变抗力;在实验应力和温度范围内,测得该合金的蠕变激活能为537.8kJ/mol,且对施加应力和温度具有敏感性;在蠕变期间,热连轧GH4169合金的变形特征是位错的单双取向滑移和孪晶变形,随着蠕变进行,裂纹沿晶界萌生和扩展到发生沿晶断裂是该合金的蠕变断裂机制。     

热等静压/热处理工艺对激光选区熔化成形GH4169合金微观组织与拉伸性能的影响

采用激光选区熔化(SLM)成形技术制备GH4169合金,利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和透射电镜(TEM)等分析热等静压/热处理工艺对SLM成形GH4169合金微观组织及拉伸性能的影响规律。结果表明:沉积态合金组织中,沿沉积方向的晶粒为柱状晶,晶粒内枝晶组织细小,枝晶间分布大量Laves相;经热等静压后,合金中的气孔及Laves相可被有效消除,沿沉积方向的晶粒转变为等轴晶;经980℃/1 h固溶处理后,合金中的晶界处析出大量短棒状δ相。热等静压/热处理后GH4169合金试样的室温及650℃拉伸性能均高于锻件标准要求的力学性能指标,且温度对断裂方式影响不大。     

高温合金GH4169的动态再结晶和组织演化机制

应用Gleeble热模拟技术、EBSD、SEM和OM系统地研究了高温合金GH4169在温度为1000～1150℃、应变速率为0.01～1 s^-1条件下变形的动态再结晶机制和组织演变规律。结果表明：在1000～1150℃、应变速率为0.01～1 s^-1条件下高温合金GH4169的变形抗力最高可达400 MPa;基于动态材料模型绘制出此合金的功率耗散图和流变失稳图,得到了该合金优化的加工区间变形参数为1020～1070℃和0.03～0.63 s^-1。分析GH4169在变形过程中动态再结晶演化规律,明确了动态再结晶晶粒以在原奥氏体晶界处的非连续动态再结晶为主,连续动态再结晶以亚晶持续旋转机制形核。还确定了Σ3ⁿ非共格孪晶界演变规律,动态再结晶晶粒的体积分数比越大晶粒越细小Σ3晶界密度越高,动态再结晶晶粒的长大优先于Σ3ⁿ非共格孪晶界的形成。     

高温合金低压涡轮盘机械加工技术研究

以GH4169低压涡轮盘为载体,研究、确定高温合金低压涡轮盘型面的加工工艺以及合理的加工路线。针对高温合金材料难加工的特点进行切削加工试验,摸索该材料的加工特性,确定最佳加工工艺路线、切削参数,研究最适合的刀具材料,不但满足零件尺寸精度,表面粗糙度和技术要求,而且要有效的延长刀具的使用寿命。进行分析高温合金材料车加工变形规律,并提出控制加工变形的有效措施;还进行研究、确定高温合金低压涡轮盘榫槽拉削加工工艺研究试验。     

一种喷射成形难变形高温合金的组织研究EI北大核心

研究了喷射成形工艺对一种高铝钛比、难变形高温合金GH710组织的影响,结果表明:喷射成形工艺成功制备GH710沉积坯件,坯件经过热等静压和变形后,外观组织良好,合金组织细密,晶粒尺寸在45μm左右,具有非常强的晶粒抗长大能力,主要有两种尺寸的γ′相,数量较多,主要分布在晶界和晶内。     

热处理制度对GH4169冷轧叶片组织性能的影响

为了研究热处理制度对GH4169冷轧叶片组织性能的影响,对GH4169合金经不同变形量冷轧后在不同温度下进行软化处理,采用金相显微镜及拉力试验机等分析热处理软化温度对合金再结晶、δ相、γ’’相、γ’相及性能的影响.试验结果表明,GH4169合金经不同变形量冷变形后,软化处理温度由970℃提高到995℃,不但可以实现完全再结晶,而且δ相可以完全溶入基体,有效降低了合金硬度,有利于冷变形的继续进行,且对合金力学性能无影响.     

特种能场辅助微塑性成形技术研究及应用

特种能场辅助微塑性成形技术是利用声、光、电、磁等特殊能量源对微型零件变形过程进行调控的先进制造技术。特种能场已被证明在宏观尺度下对于降低零件加工难度、提高尺寸精度、改善材料微观组织、提升构件力学性能、提高表面质量等存在促进作用。然而,在微塑性成形过程中,材料的变形特性在尺寸效应的影响下与宏观情况存在一定差异。梳理了特种能场辅助微塑性成形技术的研究进展,总结了微型零件在特种能场辅助下的成形特点。其中,着重综述了超声场辅助微成形中体积效应和表面效应的宏观表现及微观机理,展示了多种微成形工艺中超声场对微型零件成形质量的提升效果。同时,重点概述了电场辅助微成形时材料力学性能及微观组织演变规律,剖析了电致塑性效应产生的本质原因。此外,列举了激光、电磁、高压流体等其他特种场辅助微成形的原理及作用效果。最后,对特种能场辅助微成形的发展趋势进行了展望。     

近十年来块体非晶合金材料的研究现状及发展趋势

综述了现有的各种块体非晶合金（BMGs）体系及其主要性能特点、应用情况,分析了近十年来该领域的研究现状,认为当前的有关基础研究工作主要集中在新非晶合金体系的开发、不同变形方式下的变形行为及断裂机理、焊/连接工艺、复合强韧化、塑性成形及断裂过程的仿真模拟、微成形性能等几个方面;相关的应用研究,一是通过超塑性成型及各种连接技术实现常规尺寸非晶合金制件的加工;二是通过微塑性成型技术实现对微型器件的制造。最后,指出了实现非晶合金微型制件工业化、批量化生产所必须解决的几个关键问题。     

热等静压/热处理工艺对激光选区熔化成形GH4169合金微观组织与拉伸性能的影响EI北大核心CSCD

采用激光选区熔化(SLM)成形技术制备GH4169合金,利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和透射电镜(TEM)等分析热等静压/热处理工艺对SLM成形GH4169合金微观组织及拉伸性能的影响规律.结果表明:沉积态合金组织中,沿沉积方向的晶粒为柱状晶,晶粒内枝晶组织细小,枝晶间分布大量Laves相;经热等静压后,合金中的气孔及Laves相可被有效消除,沿沉积方向的晶粒转变为等轴晶;经980℃/1 h固溶处理后,合金中的晶界处析出大量短棒状δ相.热等静压/热处理后G H4169合金试样的室温及650℃拉伸性能均高于锻件标准要求的力学性能指标,且温度对断裂方式影响不大.     

GH4169合金研制进展

GH4169合金具有较高的高温强度,优异的持久、蠕变和疲劳性能,同时具备良好的加工和焊接性能,广泛用于航空、航天、石化等领域。随着航空、航天发动机性能的不断提高,对发动机关键用材GH4169在承温能力、持久蠕变性能和抗疲劳性能提出了更高要求,以满足先进航空发动机高性能、高可靠性、长寿命的需求。从合金改型、冶炼工艺优化、热加工技术提升等方面,系统论述了GH4169合金近50年基础研究成果及工程制备技术的进展。内容包括基于提高热稳定性,发展适应更高使用温度的改型合金的合金化原理;基于制备大尺寸、无偏析、纯净化铸锭的三联冶炼工艺技术进步;基于制备细晶棒材的快锻和径锻联合开坯的热加工技术提升;基于实现近净成形超塑性变形的热模锻和等温锻的最新进展。     

GH4169合金锻造混晶组织的均匀细化机制与工艺

目的 消除GH4169合金锻造混晶组织,获得高品质GH4169合金锻件的制备工艺.方法 对变形后锻件进行后续的热处理退火,探明均匀细化锻造混晶组织的热处理工艺方法与机制.首先,设计并实施不同的单级退火工艺及双级退火工艺.随后,统计不同热处理退火工艺下锻造混晶组织的平均晶粒尺寸.最后,分析不同热处理退火工艺下混晶组织的细...     

直接时效热连轧GH4169合金的力学性能与变形特征

通过对热连轧GH4169合金进行直接时效处理、组织形貌观察和力学性能测试,研究了直接时效热连轧合金的力学性能和变形特征.结果表明,直接时效热连轧GH4169合金组织由细小晶粒组成,具有明显的形变孪晶特征,且有细小#$和#%相在合金中弥散析出,可提高合金强度.在实验温度范围内,合金的抗拉和屈服强度随着温度的升高而逐渐下降;在拉伸过程中,直接时效热连轧GH4169合金的变形特征是孪晶变形和位错的双取向滑移;在拉伸后期,大量微孔沿晶界或晶内形成并聚合形成裂纹,致使合金发生韧性断裂.     

对击锤与液压机锻造GH4169盘件组织与性能分析

目的 揭示在对击锤与液压机模锻工艺下盘件的组织与性能差异,为锻造工艺选择和指导生产实践提供理论依据。方法 采用数值模拟方法,对GH4169涡轮盘在63TM对击锤和200MN等温锻压机上的成形过程进行对比分析,通过对不同工艺制备的GH4169合金经直接时效后进行组织形貌观察和力学性能测试,探究对击锤模锻与液压机等温模锻GH4169合金盘件的组织与性能差异。结果 2种工艺下盘件的等效应变分布差异不大,但液压机成形盘件的温度比锤锻高,且温度分布的均匀性略优;对击锤模锻的GH4169合金内留存高密度位错,有效促进 相形核,沉淀强化相的增多使其具有更高的抗拉和屈服强度。结论 与液压机锻造相比,锤锻GH4169合金盘件具有更好的综合性能。     

中小尺寸高温合金件的无接触电磁成形

介绍了一种新型金属熔体无接触电磁成形技术及其原理,该技术将电磁铸造技术与高梯度定向凝固技术融为一体,对于熔化和成形活泼金属、高温合金难熔金属和高纯金属等中小尺寸构件具有重要的研究与应用价值。另外,从电磁场和凝固过程角度讨论了中小尺寸高温合金样件的电磁成形过程,探讨了工艺参数对成形过程的影响规律,并获得了表面质量较好的高温合金样法。     

激光增材制造高温合金原位增强钛合金复合材料的组织与力学性能

采用激光选区熔化成形（selective laser melting,SLM）技术制备TCGH(TC4+GH4169)复合材料,探究TCGH钛合金复合材料的最佳成形工艺参数,并研究沉积态试样和热处理试样的显微组织与力学性能。结果表明：TCGH钛合金复合材料的最佳工艺参数为扫描速率900 mm/s、激光功率150 W,致密度达到99.5%以上。GH4169粉末的添加改变了TC4钛合金材料的固态相变行为,沉积态组织呈现明显高温凝固特征,使得逐行扫描搭接和逐层扫描堆积成形特征变得明显,沿打印方向原始粗大柱状β晶粒尺寸明显减小,复合材料抗拉强度提升。与沉积态试样相比,950℃热处理后,试样显微组织转变为近等轴组织,同时随着热处理温度上升,第二相的回溶导致复合材料的固溶强化作用占主导地位,使得复合材料抗拉强度和塑性均得到提升。