高温长期时效对镍基单晶高温合金γ＇相形貌的影响

研究了长期时效对一种镍基单晶高温合金γ’相形貌的影响。结果表明：合金在950℃时效100h后，γ’相正方度略有下降，500h后γ’相开始沿不同的[100]方向长大。合金在1050℃时效looh后，γ’相开始沿不同的[100]方向长大，长大速度明显高于950℃时效。γ／γ’相界面能和弹性应变能的降低是γ’相长大的驱动力，γ’相按Ostwald熟化方式长大，即大的γ’相长大，小的γ’相溶解，高温长期时效过程中无有害相析出，表明合金的组织是稳定的。     

高温长期时效对镍基单晶高温合金γ′相形貌的影响

研究了长期时效对一种镍基单晶高温合金γ′相形貌的影响。结果表明:合金在950℃时效100h后,γ′相正方度略有下降,500h后γ′相开始沿不同的[100]方向长大。合金在1050℃时效100h后,γ′相开始沿不同的[100]方向长大,长大速度明显高于950℃时效。γ/γ′相界面能和弹性应变能的降低是γ′相长大的驱动力,γ′相按Ostwald熟化方式长大,即大的γ′相长大,小的γ′相溶解,高温长期时效过程中无有害相析出,表明合金的组织是稳定的。     

DD3镍基单晶高温合金喷丸强化后残余应力的有限元模拟

利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,通过设立局部坐标系和运用三参数Barlat模型建立了DD3镍基单晶高温合金的喷丸强化有限元模型,并对喷丸后的残余应力进行了有限元模拟和实际测试。结果表明:由于镍基单晶高温合金的各向异性,在不同取向上呈现不同的残余应力状态,且同一晶面不同取向的最小残余压应力出现在组成滑移系的晶向上;模拟结果与试验结果吻合较好。     

Haynes282合金中不同元素含量对析出相析出行为的影响

采用JMatPro软件对Haynes282合金进行热力学计算,得到温度由1 400℃降至600℃时合金内不同析出相的含量,分析了铬、钴、钼、钛、铝、碳、硼等元素含量对析出相析出行为的影响。结果表明:碳化物的析出量主要由碳含量决定;铬元素可以增强M23C6的稳定性;铬、钴、钼、钛、铝能促进σ相的析出及稳定;钼含量增加可以促进μ相的析出,而硼、钴、铬、钛、铝等元素会抑制μ相的析出;硼元素对M3B2的稳定性没有影响,但含量增加会增大其析出量;钛元素能促进γ′相的析出并增强其稳定性,铝元素可增加γ′相的析出量。     

时效工艺对Cu-1.9Be-0.25Co合金析出行为的影响

对Cu-1.9Be-0.25Co合金进行780℃×4 h固溶处理与不同温度(300,320,340,360℃)和不同时间(1,2,4,8,16 h)的时效处理,研究了时效工艺对合金析出行为的影响规律.结果表明:获得峰时效的时效工艺为320℃×8 h,此时合金的硬度为422 HV;在320℃时效过程中合金析出相的演变规律为亚稳γ″相→半共格γ'相→非共格γ平衡相;时效初期(1～2 h)析出相短时间内大量析出是合金硬度快速升高的主要原因,时效中期(2～8 h)析出相与铜基体的半共格关系是获得峰时效的主要原因,时效后期(8～16 h)析出相和基体脱离半共格关系,合金发生过时效,硬度降低.     

DD3镍基单晶高温合金喷丸层残余应力的X射线衍射分析

对DD3镍基单晶高温合金表面进行喷丸处理,利用X射线衍射方法研究了喷丸层中残余应力沿层深的分布。结果表明:喷丸层中存在的残余压应力在层深为10μm处达到最大值,且随着层深的增加而降低;喷丸表层单晶组分中的残余压应力与多晶组分中的基本接近,次表层中两者存在较大差别,随着材料层深的增加二者的差别更加明显,单晶组分中的残余压应力水平更高,分布深度更大。     

热等静压对第二代DD6单晶高温合金高温高周疲劳性能的影响

对第二代DD6单晶高温合金进行了标准热处理和热等静压处理+标准热处理,然后再在850℃和300~850 MPa应力条件下进行高温高周疲劳试验,观察了不同处理状态合金的显微组织,分析了热等静压处理对合金显微组织和高温高周疲劳性能的影响。结果表明:与仅进行标准热处理的合金相比,增加热等静压处理后,合金内部显微疏松的数量和尺寸显著降低,其体积分数从0.31%降低到0.04%,合金的高周疲劳强度由331MPa提高至433MPa,高周疲劳寿命也显著提高。     

微磨削对DD98镍基单晶高温合金再结晶现象的研究

对于冷变形金属来说,再结晶得到了细化晶粒,有助于恢复冷变形金属原有的性能,并增强材料的塑性、强度和抗疲劳性。由于单晶零件仅有一个晶粒,存在无晶界,消除发生在晶界处的断裂隐患,单晶材料可被广泛应用于温度和强度较高的环境中。单晶材料若发生再结晶现象会直接改变合金的组织形态,使材料的使用性能与寿命严重下降,针对DD98镍基单晶高温合金的再结晶现象进行分析,介绍了其再结晶的特点、主要影响因素、再结晶抑制或控制方法。     

热等静压对K17铸造高温合金σ相析出的影响

研究了热等静压对K17铸造高温合金中σ相析出的影响。结果表明:热等静压使疏松、孔洞闭合处以及枝晶轴、枝晶间、共晶心、共晶帽等处的元素和组织趋于均习化,从而抑制σ相的析出,并从电子空位数理论上得到了进一步的映证。     

DD5镍基单晶高温合金铣削亚表面损伤研究

为探究DD5镍基单晶高温合金铣削亚表面损伤特征,基于定向切割方法及槽铣实验,通过对热处理前后不同铣削参数条件下DD5纵截面微观金相结构的观测及维氏硬度检测,对被加工材料变形层特征和再结晶行为进行研究,并提出了相应的抑制方法。结果表明,铣削参数、冷却方式及晶向条件对DD5表面硬化率具有重要影响,其表面沿法向方向的硬度变化趋势为"硬化—软化—硬化",说明在热软化和应变硬化的竞争机制下铣削变形层是由应变硬化造成的,且该区域发生了金相组织变化,提高了材料的抗腐蚀能力;沿[110]晶向进行切削轨迹规划及采用水基微量润滑对变形层的抑制是有益的;在所设计的各种工艺参数条件下,铣削加工过程无法提供足够的形变储存能来促进DD5在1300℃的传统和真空热处理条件下再结晶的发生。     

新型单晶高温合金长期高温时效后的显微组织和高温拉伸性能

对一种新型单晶高温合金进行高温(1 100℃)时效,研究了不同时效时间(0,200,400,600,800,1 000h)对其显微组织和高温(1 100℃)拉伸性能的影响。结果表明:时效前后,该新型单晶高温合金的组织均主要由γ基体和γ′相组成;随着时效时间的延长,γ基体通道的宽度及γ′相的尺寸均增大;时效600h后,合金中析出与基体有明显取向关系的细针状TCP相,TCP相的析出量随着时效时间的延长而增加;单晶高温合金的高温屈服强度和抗拉强度均随着时效时间的延长而降低,断后伸长率和断面收缩率则先增大后减小;时效前后,单晶高温合金的拉伸断口均具有颈缩和韧窝特征,断裂机制均为韧窝断裂。     

DD9单晶高温合金在800℃的高周旋弯疲劳性能

研究了第三代单晶高温合金DD9在800℃的高周旋弯疲劳性能,并用扫描电镜和透射电镜分析了其断口形貌和断裂机制。结果表明:DD9合金在800℃的高周旋弯疲劳性能优异;疲劳裂纹起源于试样表面、亚表面的滑移带、氧化物、显微疏松处,沿{111}面扩展,断裂机制为类解理断裂,断口上有典型的疲劳条带;断裂后,γ′相的形状没有发生改变,沿滑移带形成了二次裂纹,位错密度分布不均匀;位错主要在基体通道中通过交滑移扩展运动。     

高温和应力作用下国产S30432钢中Z相的析出行为

利用RD-2型高温持久试验机、高分辨透射电子显微镜和能谱仪研究了国产S30432耐热钢在供货态及不同温度、应力条件下持久断裂后的第二相,尤其是Z相的析出行为及影响因素。结果表明:供货态S30432钢中只存在MX相;在650℃、170 MPa、10 712h持久条件下析出了M23C6碳化物和富铜相;在700℃、150 MPa、937h条件下,不仅析出了M23C6碳化物和富铜相,还出现了Z相及包含MX相和Z相的颗粒;在700℃、150 MPa、1 944h条件下Z相粗化缓慢,在700℃、100 MPa、11 832h条件下Z相粗化明显;高温和应力均会加速Z相的析出。     

DD3单晶合金蠕变参数的确定

为确定ＤＤ３单晶合金蠕变参数,进行了多个拉伸蠕变试验,试验温度为７６０℃、８５０℃和９５０℃,试验应力为２００ＭＰａ至８００ＭＰａ,试样取向为［００１］和［１１１］晶体取向。试验结果表明,在８５０℃和９５０℃下蠕变应变率连续增加直至试样断裂,［００１］晶体取向的蠕变应大于［１１１］晶体取向的蠕变应变。采用单纯形优化方法拟合了材料的蠕变参数,拟合参数表明,应力指数和时间指数分别为６～１１和０．１～１     

铸态K480和DD407高温合金在长期时效过程中γ′相的稳定性

研究了两种典型铸态K480及DD407高温合金在870℃下经3 000 h时效过程中γ′相的稳定性,探讨γ′相的粗化机制。结果表明:K480合金和DD407合金经过长期时效后组织中均无TCP相析出,γ′相发生轻微粗化现象,合金组织稳定性良好,其中DD407合金中γ′相长大趋势大于K480合金的;随着时效时间的延长,K480合金中晶界逐渐变宽,碳化物沿晶界长大,最终连结成链状,并有成膜趋势;K480合金中γ′相长大符合二次方定律,而DD407合金的符合三次方定律;该两种合金γ′相长大方式分别为界面控制和扩散控制。     

预测高温合金中拓扑相(TCP)的新方法

以金属的电子空位理论为基础判断高温合金及耐热不锈钢中是否可能出现有害的拓扑相(TCP)的相计算方法已在实践中得到应用。但这些方法无论从理论或实际处理上都有进一步探讨和完善之处。本文在分析现有几种方案的理论基础上,比较了它们的实际效果并提出了新的计算设想和具体的处理方法。根据计算比较,新方案有较好的效果,与实际使用中合金出现TCP相的分析结果也比较吻合。     

不同时效状态下Al-Zn-Mg-Zr-Sc合金的应力腐蚀行为

采用慢应变速率拉伸试验研究了单级和双级时效态Al-Zn-Mg-Zr-Sc合金在不同应变速率以及不同腐蚀介质条件下的应力腐蚀开裂(SCC)敏感性,观察了断口形貌,讨论了应变速率和时效状态对合金SCC敏感性的影响。结果表明:应变速率和时效状态对合金SCC敏感性的影响很大,低应变速率下合金的SCC敏感性指数均大于高应变速率下的;单级时效态合金的应力腐蚀敏感性指数均大于双级时效态合金的;合金经双级时效处理后,晶界沉淀相粗化,可有效降低吸附于晶界的氢原子浓度,使合金的耐应力腐蚀性能提高。     

高温高频疲劳条件下应力幅值对CMSX-3 单晶合金寿命的影响

研究了镍基单晶高温合金CMSX-3的高温高频疲劳行为，重点探讨了应力幅值对这种行为的影响。结果表明，应力幅值的增加会导致合金高温疲劳寿命的下降及使变形机制改变。