新型定向凝固镍基高温合金DZ445中γ′相在高温下的演变规律

通过对新型定向凝固镍基高温合金DZ445进行800～900℃热暴露试验,研究了合金中γ′强化相在高温下的演变规律。结果表明：高温下γ′相的长大受基体元素扩散控制,长大动力学遵循Lifshitz-Slyozov-Wagner熟化规律,扩散激活能为305 kJ·mol^-1;合金组织稳定,即使是在900℃热暴露10 000 h, γ′相颗粒的平均尺寸也只增大至(928±14)nm,在800～900℃下热暴露10 000 h时γ′相体积分数保持在50%上下,未观察到拓扑密堆相析出;在850,900℃热暴露过程中,γ′相形貌由类球状向立方或四方块状转变,这种转变与颗粒尺寸和晶格错配度有关。     

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。     

热等静压FGH96合金热处理过程的组织

对热等静压FGH96合金热处理工艺进行了研究,采用物理化学相分析方法研究了FGH96合金热处理前后析出相类型、数量和γ′相粒径分布,研究表明FGH96合金中析出相主要是面心立方晶系γ′相,微量相主要为面心立方结构的M(C,N)和四方晶系的M_3B_2;热处理冷却速度对FGH96合金中析出相结构影响不大,但对FGH96合金γ′相析出行为有很大影响,通过降低热处理后冷却速度,FGH96合金中γ′相的尺寸和大尺寸γ′相的含量大幅度增加。     

抽拉速率对一种镍基单晶高温合金凝固组织的影响

研究了抽拉速度对一种镍基高温合金DD98凝固组织的影响。结果发现随着抽拉速率的增加，DD98合金由胞状凝固转变为枝状凝固，γ‘相尺寸变小，由不规则形状逐渐变为规则的立方体形状，γ／γ‘共晶的含量逐渐增加，而共晶中的初生γ‘相尺寸逐渐减小。在胞枝晶转变处存在一次枝晶间距最大值。     

相场法研究化学组成对Ni-Al-Ti合金γ′相早期沉淀过程的影响

通过微观相场动力学模型研究了化学组成对Ni-Al-Ti合金γ′相早期沉淀过程的影响. 研究结果表明, 在γ′相形成之前, 基体内部先析出L10结构的过渡相.随着Al成分的不断升高, 沉淀相组成逐渐由γ′相与基体相两相共存变为单一的γ′相, 同时大量的Al会促进γ′相的形成, 从而引起体积其体积分数增大, 但L10相向L12相的转化时间有所延长. 通过分析Ti原子占位情况发现, 随Ti含量的减少, Ti的固溶强化作用有所减弱.     

相场法研究化学组成对Ni-Al-Ti合金γ′相早期沉淀过程的影响（英文）

通过微观相场动力学模型研究了化学组成对Ni-Al-Ti合金γ′相早期沉淀过程的影响。研究结果表明,在γ′相形成之前,基体内部先析出L1_0结构的过渡相。随着Al成分的不断升高,沉淀相组成逐渐由γ′相与基体相两相共存变为单一的γ′相,同时大量的Al会促进γ′相的形成,从而引起体积其体积分数增大,但L1_0相向L1_2相的转化时间有所延长。通过分析Ti原子占位情况发现,随Ti含量的减少,Ti的固溶强化作用有所减弱。     

铼含量对第四代镍基单晶高温合金凝固组织的影响

以第四代镍基单晶高温合金DD15为基础,将其铼含量(质量分数)分别调整为5%,6%,7%制备单晶高温合金,研究了铼含量对合金凝固组织特征与元素分布的影响。结果表明：随铼含量的增加,试验合金的γ′相析出温度、溶解温度升高,固相线温度略微下降,液相线温度无明显变化;增加铼含量,合金一次枝晶间距与二次枝晶间距均增大,(γ+γ′)共晶组织含量增多,γ′相尺寸减小,体积分数降低;铼含量的增加使得合金组织中负偏析元素铼、钨、钼、铬、钴的偏析程度降低,但正偏析元素钽的偏析程度增大。     

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。     

热处理制度对一种单晶镍基高温合金γ′相形貌演化的影响

研究了热处理制度对一种单晶镍基合金γ′相形貌演化的影响。结果表明：没的热地合金的γ′相形貌有很大的影响。合金经固溶处理后,γ′相细小弥散析出,一次时效处理使γ′相平均尺寸增大,一次时效温度在1200℃以上时,由于基体通道变宽,有细小的二次γ′相析出,二次时效处理对γ′相平均尺寸影响不大,只是增加γ′相的正方度。     

K418B和FGH91双合金热等静压扩散连接的动力学模拟研究

采用DICTRA动力学软件和Thermo-Calc热力学软件对K418B铸造高温合金和FGH91镍基粉末高温合金进行热等静压扩散连接动力学模拟研究。主要进行两种不同的高温合金在热等静压扩散连接反应层中的元素互扩散规律模拟计算。利用热力学软件模拟确定两种合金在不同温度下的相分布情况,为成分的确定和温度的选取提供参考。在热力学相分析的基础上,利用动力学软件计算不同温度、不同时间扩散连接界面的元素分布情况,得到界面元素互扩散区宽度随时间和温度变化的增长规律,综合考虑过高温度和保温过长时间增加的设备负担,提出热等静压(Hot iso-static pressing, HIP)扩散连接的优化工艺范围,即连接温度为1 120～1 150 、扩散时间为3～5 h是较合适的扩散连接工艺范围。     

熔体过热处理对FGH4096镍基高温合金纯净化行为及凝固组织的影响

在不同熔体过热温度(1 415,1 463,1 523℃)和过热时间(10,20,30 min)下对FGH4096镍基高温合金进行熔体过热处理,研究了熔体过热对合金纯净化行为及凝固组织的影响。结果表明：随着熔体过热温度的升高或过热时间的延长,二次枝晶间距逐渐减小;随着过热温度的升高,合金中元素的偏析程度降低,过热时间对元素偏析程度的影响不大;当过热温度为1 415～1 463℃时,熔体主要发生碳-氧反应,吸氮反应较弱,合金中氧含量和氮含量均较低;当熔体过热温度为1 463～1 523℃时,熔体主要发生MgO坩埚分解反应和吸氮反应,因此合金中的氧含量和氮含量均较高。     

半固态等温热处理对K4169合金组织和性能的影响

研究了等温热处理温度和保温时间等工艺参数对K4169高温合金半固态组织演变和力学性能的影响.结果表明,半固态等温热处理可以将K4169高温合金铸态组织中的枝晶转变为球形晶粒组织,在升温过程中晶界处部分7相发生溶解,随着温度的升高,γ+γ共晶相开始熔化,初生γ相在等温处理中逐渐演变为球状;等温温度越高,半固态重熔和初生γ相的演变过程越快,等温温度过高或保温时间过长,试样易发生变形且球形晶粒趋于长大;K4169高温合金半固态等温热处理时的最佳热处理工艺为加热温度1 310℃左右,保温时间为90～120 min,或加热温度1 320℃左右,保温时间为45～60 min;半固态等温热处理对合金压缩强度的影响与合金的组织形态有关,半固态K4169高温合金的硬度与铸态相比有所降低.     

钴对Refractoloy 26合金显微组织的影响

本文较系统地研究了钴对Fe-Cr-Ni-Co 高温合金Refractoloy 26组织结构的影响。结果表明:降低合金含钴量,使γ′析出相的重量百分数和颗粒尺寸增大,而γ-γ′相的点阵错配度减小;使合金中析出的MC 碳化物稳定性降低,从而在时效过程中形成较多的M_(23)C_6和M_6C 碳化物,使析出的碳化物总量增加;在高钴合金中,M_(23)C_6碳化物不再存在,但有μ相析出。定量金相分析结果证明钴对孪晶形成的数量和形貌均有影响。     

700℃长时时效对LF2合金组织和高温拉伸性能的影响

研究了700℃长时时效对LF2合金组织及其高温拉伸性能的影响。结果表明:合金在700℃长时时效后存在γ′相、MC相、Laves相和σ相;γ′相呈小圆球状弥散分布于晶内,MC相和Laves相未聚集长大,σ相大量析出;MC相和Laves相对合金高温强度的影响很小;γ′相是使合金具有良好高温强度的重要析出相;σ相的大量析出是合金高温屈服强度下降的主要原因。     

固溶温度对LF9镍基合金中η和γ′相尺寸、数量及冲击性能的影响

用SEM、TEM、EDS和ICP-AES等方法进行微观组织分析,用冲击试验机测定冲击性能,研究了LF9镍基合金经(800～1 040)℃×1 h固溶水冷处理后γ′相和η相的变化及对合金冲击性能的影响.结果表明:合金中的γ′相在高温下发生长大,原始锻态γ′相的平均尺寸约20 nm,980℃固溶时平均尺寸约120 nm,而1 020℃时γ′相完全溶解;820℃时次生析出η相沿晶界平行往外生长,在η相两侧形成贫γ′区,约980℃时析出量达到最多,约1 040℃时完全溶解;贫γ′区的微塑性区能减缓裂纹的扩展速率,改善合金的冲击性能;η相的析出数量增多和尺寸增大降低了合金的冲击性能.     

一种难变形高温合金的组织与拉伸性能研究

本文研究的合金W、Nb、Ti等元素含量较高。其锻后热处理态组织为直径小于1μm的细颗粒状μ相和直径约为15nm的球状γ′相均匀分布在合金基体上,连续膜状相沿晶界分布。在室温和高温下,该合金都具有较高的屈服强度和断裂强度,这与合金的高W固溶强化和较高程度的γ′相沉淀强化有关。随着温度的升高,塑性下降,断口的沿晶断裂比例增大,表明晶界强度是限制合金高温拉伸性能的瓶颈因素。     

WASPALOY合金长期时效过程中的组织演变和性能变化

研究了WASPALOY合金在高温长期时效过程中的组织演变和相关性能的变化。结果表明：合金在704℃时效后显微组织稳定性良好,大、小γ’相生长缓慢,在760℃时效后大γ’相趋于在晶界处聚集长大;室温冲击韧度随时效时间的延长整体下降,为韧性断裂;室温硬度随时效时间的延长而降低;室温拉伸强度和塑性不随时效时间的延长而变化。     

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。     

Inconel718合金摩擦焊接头析出相溶解机制研究

对Inconel718高温合金惯性摩擦焊接接头焊缝的γ′、γ″及δ等相的溶解行为进行了研究，场发射扫描电镜和透射电镜观察发现，焊缝中的γ′和γ″在焊接热循环和摩擦剪应力作用下全部溶解，并呈现突变现象，即γ′和γ″量的减少呈陡降趋势；δ相部分溶解，且滞后于γ′、γ″相的溶解。     

铼含量微量调整对第三代镍基单晶高温合金组织和高温持久性能的影响

制备了名义成分为Ni-9Ta-6Al-6W-4Co-2Cr-0.4Mo-xRe(x分别为6.2,6.8,质量分数/%)的两种单晶高温合金,研究了铼含量对合金铸态显微组织和相转变温度以及热处理态显微组织和高温持久性能的影响。结果表明:微量增加铼后,铸态合金的凝固偏析程度和γ+γ′共晶组织含量均增加,固溶过程中共晶组织快速溶解的峰值温度提高;热处理态合金中的γ′相尺寸略微减小,持久加载过程中拓扑密排相的析出量增加;铼的微量增加显著改变了铼和铬的成分分配比,增强了固溶强化效果,明显提高了合金的高温持久性能。