合金熔体过热处理的研究进展

熔体过热处理主要研究的是金属或合金熔体的结构和物理化学性质随熔体过热处理温度、时间及其在冷却和凝固过程中的变化规律.通过适当的熔体过热处理可以改善合金的组织和提高综合力学性能.系统介绍了合金熔体过热处理工艺国内外的研究现状,探讨了今后的发展方向.     

熔体过热对镍基高温合金凝固组织及性能的影响研究

基于对镍基高温合金熔体结构的认识,选择合适的熔体过热温度、过热时间和浇注温度,熔体过热处理可有效改善镍基高温合金的凝固组织并提高合金的力学性能.本文介绍了国内外熔体过热对镍基高温合金凝固组织及力学性能的研究进展.     

镍基高温合金设计的研究进展

简述了近年来高温合金设计的研究进展,分析和讨论了蠕变性能、微观组织稳定性、铸造性能、密度和成本等方面因素在合金设计中的影响。并具体论述了相计算方法、d电子理论、多元回归法、相图计算方法等高温合金设计方法的设计思路、理论基础及应用。最后,结合高温合金的使用要求,对未来高温合金设计的研究方向和发展趋势进行了探讨和展望。     

含Ru铸造镍基高温合金的显微组织

研究了3%（质量分数）Ru对低Cr高W铸造镍基高温合金的影响。对比分析了含Ru和无Ru合金的铸态，1260℃/4h，1260℃/4h 1280℃/4h，1260℃/4h 1300℃/4h固溶热处理和1260℃/4h， 1100℃/100h热暴露试验得到的显微组织。结果表明：Ru的加入不会改变合金中析出相的种类，但会影响γ'相和M6C碳化物的稳定性，使γ'的固溶温度大约降低10℃，并使合金在1100℃下有较强的γ'筏排化倾向。Ru明显抑制合金中初生和次生M6C碳化物的析出，有利于稳定高温合金的显微组织。     

喷射成形镍基高温合金的研究进展

喷射成形是一种新型快速凝固技术,采用这项技术制备的镍基合金,具有细小,球状的晶粒和均一的组织,从而提高其性能,综述了喷射成形镍基高温合金的发展概况及组织,性能特点。     

飞机涡轮盘用镍基粉末高温合金研究进展

综述了国内外飞机涡轮盘用镍基粉末高温合金的研究进展，分析了国内在粉末高温合金的研制过程中面临的问题及其解决途径。     

镍基粉末高温合金的组织、性能与成型和热处理工艺关系的研究

分析了镍基粉末高温合金的成型、热处理等冶金工艺及央杂缺陷的性质等与合金组织和性能的关系，描述了粉末高温合金的热处理工艺，提出了今后我们粉末高温合金组织性能研究工作的重点。     

熔体过热处理对690合金显微组织的影响

用金相、扫描和透射电镜研究了690合金经1450-1550℃,5 min熔本过热处理对合金再结晶组织和显微硬度的影响。结果表明,690合金中凝固析出的TiN的体积分数和平均尺寸随着熔体过热温度的升高而降低,其形态由规则的块状转变为颗粒状。经均匀化退火后,TiN的体积分数有所增加,而平均尺寸却有所降低。再结晶退火的过程中有大量亚微米尺度的Ti(C,N)弥散析出,其析出量随着熔体过热温度的升高而增加,这些细小的Ti(C,N)粒子可以起到沉淀强化的作用,提高690合金的显微硬度。     

镍基高温合金焊接修复技术的研究进展

镍基高温合金具有良好的高温抗氧化和抗腐蚀能力,较高的高温强度、蠕变强度和持久强度,以及良好的抗疲劳性能,广泛地用于制造航空发动机和各种工业燃气轮机的热端部件。热端部件在服役过程中由于受磨损、冲击、高温燃气和冷热疲劳等综合作用,易产生热裂纹,致使零件报废。因此,镍基高温合金部件的先进修复技术有着非常广阔的应用前景。文章针对高温合金修复问题进行论述,着重阐述焊接方法在修复技术中的研究进展,主要涉及激光焊、钎焊、摩擦焊和瞬时液相扩散焊等方法。     

镍基耐蚀合金特性及其应用研究分析

镍基耐蚀合金属于一种高性能的耐蚀材料。针对防腐蚀问题,笔者主要总结了纯镍的性质和耐蚀特点,探究了镍基耐蚀合金与镍铬不锈钢及镍基高温合金之间的区别与联系,同时阐述了目前在工程中使用镍基耐蚀合金的种类及其应用现状,突出了高性能通用型镍铬钼合金的特征与实际情况。     

镍基高温合金材料的研究进展

半个世纪以来,我国发展和形成了许多镍基高温合金体系,以满足日益增长的动力、运输、航空以及航天等工业的需要,特别是镍基高温合金的发展为我国航空发动机性能的大幅度提高做出了重大贡献。简单介绍了镍基高温合金的发展历程,综述了近年来镍基高温合金的研究进展,并探讨了镍基高温合金的应用和发展趋势。     

镍基单晶高温合金定向凝固的数值模拟

概述了目前国内外镍基单晶高温合金定向凝固数值模拟的研究进展,定向凝固过程的数值模拟由宏观向微观转变,详细介绍了微观组织数值模拟的几种主要方法:决定论方法、随机论方法和相场方法,评述了这几种方法的特点以及局限性,指出宏观和微观现象的完整耦合可以对镍基单晶高温合金凝固过程做出更加准确的模拟预测。     

高温合金热处理工艺研究进展

高温合金是一类在高温及一定应力条件下长期工作的高温金属材料,具有良好的综合性能,被广泛地应用于航空航天等领域。适当的热处理工艺通过改变合金的微观组织来提升其性能。总结了近几年高温合金热处理工艺的研究进展,详细论述了变形高温合金、铸造高温合金和粉末高温合金的热处理工艺及热处理对其组织和性能的影响,并阐述了高温合金热处理工艺的发展趋势。     

金属熔体结构及其控制技术的研究进展

综述了国内外在熔体结构研究方面的现状与进展,介绍了通过控制合金熔体的预结晶状态来改善合金组织和性能的相关技术及成果。可以得出:温度和压力可使金属熔体发生液/液结构转变,金属熔体结构随温度的变化存在滞后性,利用熔体结构随温度变化的滞后性可控制合金的凝固过程、明显细化合金的凝固组织、大大提高合金的力学性能。     

镍基单晶高温合金小角度晶界的形成机制、影响因素与控制措施

镍基单晶高温合金被广泛用于制备先进航空发动机及工业燃气轮机的关键热端部件,随着铸件结构的复杂化和大型化以及合金中难熔元素的增多,凝固缺陷的形成倾向增大。其中,小角度晶界是定向凝固制备单晶高温合金铸件过程中经常出现的一类缺陷,它会破坏单晶的完整性,一旦超过容限就会对铸件的力学性能造成恶劣影响,随着单晶高温合金服役温度的不断提高,小角度晶界对性能的损害会更为严重。因此,小角度晶界日益成为镍基单晶高温合金发展和应用中需要解决的重要课题,受到国内外研究者的广泛关注。单晶中的小角度晶界与传统意义上的小角度晶界有所不同,是指相邻枝晶间的取向偏离。研究者们在不同晶界偏离角及不同温度条件下就小角度晶界对合金持久性能、蠕变性能及疲劳性能的影响进行了研究,结果发现:当偏离角较小时,小角度晶界对合金性能的影响并不明显,但是随着偏离角的增大及温度的升高,合金的性能均会降低。为了探寻有效的预防和控制措施,研究者们就小角度晶界的形成机制及影响因素进行了研究。关于小角度晶界的形成机制,被大家普遍认同的观点是:枝晶在分枝生长过程中发生了塑性变形,从而导致了枝晶的取向偏离,当枝晶再次汇聚时就会产生小角度晶界。但是,关于枝晶变形的原因则没有一致看法。另外,关于小角度晶界影响因素的研究还不是很系统,主要集中在合金成分及晶界强化元素、凝固参数及取向、铸件尺寸等方面。镍基单晶高温合金中的小角度晶界归根结底是由枝晶的取向偏离导致的,而取向偏离的影响因素复杂,因此小角度晶界的出现很难完全避免。目前,主要通过取向控制以减少小角度晶界的产生,并通过晶界强化以提高合金对小角度晶界的容限。本文阐明了单晶高温合金中的小角度晶界的概念,总结了小角度晶界对合金力学性能的影响,综述了小角度晶界形成机制的研究进展,分析了合金元素、微量元素、凝固条件和铸件结构等因素对小角度晶界形成的影响,在此基础上,提出了减少小角度晶界的措施和强化晶界的途径,最后就未来的研究方向进行了展望。     

Ta含量对高性能镍基粉末高温合金高温拉伸性能的影响

使用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和高温拉伸试验机等手段系统地研究了不同Ta含量FGH98合金的显微组织和高温拉伸性能。结果表明：添加Ta可明显消除原始粉末颗粒的边界(PPB,Prior Particle Boundary),促进二次γ′相形态失稳和三次γ′相数量的增加。加入Ta使合金的高温抗拉强度和屈服强度都有一定程度的提高,Ta含量为2.4%(质量分数,下同)的合金塑性最好;无Ta和1.2%Ta合金的拉伸断口为结晶状断口;2.4%Ta合金的断口上有较多的等轴状韧窝,为韧性断裂;3.6%Ta和4.8%Ta合金为穿晶和沿晶解理断裂,属于典型的结晶状断口。在无Ta合金中产生大量孪晶和位错绕过γ′相发生变形,Ta的加入降低了合金的层错能,随着Ta含量的提高合金的位错剪切γ′相产生大量的层错。     

镍基单晶高温合金杂晶缺陷的研究进展

随着单晶涡轮叶片结构的不断优化和高温合金中难熔元素添加量的增大,镍基高温合金单晶叶片在凝固过程中更易出现杂晶、条纹晶、枝晶碎臂、小角度晶界等缺陷。其中,杂晶是单晶叶片制备过程中最常见的一类凝固缺陷,严重影响单晶叶片的成品率。为了减少该类凝固缺陷的产生,提高叶片的成品率,研究镍基单晶高温合金杂晶缺陷的形成机制、影响因素及其控制措施,对提高单晶叶片的服役性能具有重要意义。因此,关于定向凝固过程中杂晶缺陷的形成机制、影响因素及其控制措施的研究,引起了国内外研究者的广泛关注。本文综述了单晶叶片的制备技术,分析了籽晶法和选晶法制备单晶叶片过程中不同位置杂晶的形成机理,分别讨论了选晶段杂晶、籽晶回熔区杂晶、缘板杂晶的影响因素和控制措施,并对未来的研究方向进行了展望。     

定向凝固镍基高温合金CM247LC热处理工艺优化及持久性能研究

目的 研究定向凝固镍基高温合金CM247LC的最优热处理工艺制度,通过优化热处理工艺提高合金的力学性能。方法 分别用JMatPro热力学分析软件和金相法判断CM247LC合金的初熔温度点,并确定合金的热处理窗口温度;利用光学显微镜(OM)和能谱分析仪(EDS)观察合金经不同固溶处理后的微观组织和元素偏析情况;利用扫描电子显微镜(SEM)观察合金经不同时效处理及持久断裂后的微观组织形貌。结果 CM247LC合金的初熔温度为1 260 ℃,热处理窗口温度为1 215~1 255 ℃。根据热处理窗口温度,设计了6种固溶处理工艺,对比发现,经1 228 ℃/2 h+1 240 ℃/2 h+1 255 ℃/2 h、AC固溶工艺处理后,合金的组织均匀化程度最高,元素偏析得到了显著改善,γ/γ′共晶的体积分数从铸态时的18.9%降至5.04%,确定此工艺为合金优化固溶处理工艺参数。合金经优化固溶处理后再经1 080 ℃/4 h、AC高温时效处理和870 ℃/22 h、AC中温时效处理,析出的γ′相尺寸(337.3 nm)、体积分数(67.81%)适宜且立方度最高,确定此工艺为最优热处理工艺。经最优热处理工艺处理的合金在980 ℃/205 MPa下的持久寿命为162 h,相比于铸态和固溶态处理的合金持久寿命分别提高了87 h和45 h。结论 通过优化固溶处理和时效处理,确定合金最优热处理工艺参数为:1 228 ℃/2 h+1 240 ℃/2 h+1 255 ℃/2 h、AC(固溶处理)+1 080 ℃/4 h、AC+870 ℃/22 h、AC(时效处理),经最优热处理工艺处理的合金持久寿命显著提高。