CREEP DEFORMATION AND FRACTURE OF DZ40M DIRECTIONALLY SOLIDIFIED COBALT-BASE SUPERALLOY AT HIGH TEMPERATURE

１ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＤＺ４０ＭａｌｏｙｉｓａｎｅｗｌｙｄｅｖｅｌｏｐｅｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｙｓｏｌｉｄｉｆｉｅｄｃｏｂａｌｔｂａｓｅｓｕｐｅｒａｌｏｙｂａｓｅｄｏｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌＸ４０ａｌｏｙ．ＣｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈＸ４０ａ...     

DZ417G镍基定向凝固高温合金的再结晶

研究了喷砂和机加工后DZ417G合金在热处理过程中的组织演化及其对拉伸、持久性能的影响.结果表明:喷砂和机加工后,DZ417G合金样品热处理后表面发生了再结晶.扫描电镜观察发现固溶处理样品中的再结晶晶粒呈等轴晶晶粒,而在时效处理后再结晶晶粒呈胞状形式生长.表层再结晶使室温拉伸强度有一定程度的降低,对高温拉伸强度影响不大.表面再结晶厚度在持久过程中增加.表层等轴晶再结晶组织使持久性能降低,二次胞状再结晶组织将导致持久性能的进一步降低.     

一种定向凝固高温合金的薄壁效应研究

采用定向凝固无余量精铸工艺，制造了接近于空心涡轮叶片的２和壁厚的管状薄壁试样，研究了一种定向凝固高温合金的薄壁性能，结果表明，薄壁试样的持久性能与标准试样相比没有明显的下降，说明在本试验条件下，该合金的薄壁效应不明显，从工艺因素和显微组织方面讨论了试验结果。     

定向凝固镍基高温合金DZ17G的循环蠕变行为

本文研究了两种方式载荷循环（矩形波和锯齿波）对定向凝固镍基高温合金ＤＺ１７６Ｇ高温蠕变行为的影响。结果表明,与恒载荷静态蠕变相比,载荷循环并不影响蠕变塑性,但降低了蠕变寿命,蠕变寿命的降低程序近拟与载荷循环粢九成正比,且矩形载荷循环比锯齿波载荷循环效果更为明显。提出载荷循环导致蠕变寿命的降低与载荷变化引起的滞弹性效应无关,而是蠕变变形加速的结果。在载荷降低时,蠕变阻力的松弛导致在随后加载期间,试样     

定向凝固DZ38G合金热疲劳性能和组织结构的研究

本文研究了定向凝固DZ38G合金热疲劳性能及其组织结构的变化,并与其原型合金M38G对比.由于DZ38G合金消除了横向晶界和弹性模量低等原因,抗热疲劳性能有很大提高.热疲劳裂纹一般萌生在晶界或相界面,沿着枝晶间或晶界扩展,有时裂纹也沿着一定晶体学方向传播.合金经热疲劳后,晶界碳化物增多,γ′形态发生变化,并观察到裂纹两侧存在γ′相贫化和再结晶现象.     

THERMAL FATIGUE PROPERTIES AND MICROSTRUCTURE OF DIRECTIONALLY SOLIDIFIED DZ38G ALLOY

The thermal fatigue behaviour and microstructure in a directionally solidified DZ38G alloyhas been investigated.It was found that DZ28G alloy has larger thermal fatigue resistancethan that of original M38G alloy because of the elimination of the transverse grain boundariesand the small elastic modulus.Detailed observation shows that microcrack is initiated at thegrain boundaries or the phase interfaces and propagates along interdendrites,grain boundariesand,sometimes,along the defined crystallographic direction and that the amount of carbidesat grain boundaries increases and the morphology of phase becomes irregular after thermal fa-tigue test. Both γ' denudation and recrystallization have been observed on both sides of thecrack.     

HIGH-TEMPERATURE TENSILE FRACTURE BEHAVIOR OF DIRECTIONALLY SOLIDIFIED Ni, Cr, Al-TaC EUTECTIC SUPERALLOY

The high-temperature tensile fracture behavior of the Ni, Cr, AI-TaC eutectic superalloy directionally solidified under high temperature gradient is investigated. The hightemperature tensile fracture of this in situ composite has ductile character with lots of ductile nests whose diameters decrease with the increasing solidification, rates. The maximum δb and δ are respectively 668.5MPa and 19.6％. There is a TaC whisker in the center of each nest, and the deformation of γ‘ and TaC is uneven. The hightemperature tensile behavior cannot be explained by the rule of mixtures but is decided by the formation of the plastic deformation band. The crack extension model is given.     

定向凝固钴基高温合金中碳化物形态和分布

本文研究一种定向凝固钴基高温合金中碳化物的形态和分布，结果表明，随固速度的增大，碳化物含量存在一极大值，ν〈７ｍｍ／ｍｉｎ时，碳化物量随ν增加，ν〉７ｍｍ／ｍｉｎ时，则反之，碳化物的尺寸则呈直线趋势下降。随距水冷板距离增大，碳化物量和尺寸均单调增加。碳化物量和尺寸随凝固参数的变化规律是合金性能变化的内在本质因素。     

定向凝固镍基高温合金的高温蠕变

研究了一种定向凝固镍基高温合金在870℃,330—420MPa应力下的高温拉伸蠕变性能．结果表明：蠕变曲线表现了较短的减速蠕变阶段和较长的加速蠕变阶段,其蠕变变形机制为位错在第二相粒子间的Orowan弯曲过程,而不是由扩散过程所控制加速蠕变阶段蠕变速率的起始增加是显微组织发生变化（γ’相的定向粗化）的结果,而不是蠕变裂纹的形成与扩展．蠕变断裂数据符合MonkmanGrant关系．最终的断裂过程受控于蠕变裂纹的扩展速度     

镍基高温合金定向凝固过程中MC型碳化物的分形分析

利用分形物理分析的方法定量地描述了定向凝固过程中MC型碳化物的生长形态发现随着凝固速率的增加,MC由宽大的枝叶状演化为三级分支的枝簇状,其信息维数随凝固速率呈指数规律上升,并结合非平衡热力学分析了在改变外界控制参数时MC型碳化物形态变化的物理机制     

DZ125高温合金定向凝固微观组织的CA法模拟

采用伪二元相图法对DZ125多元合金进行了简化,并用二维Cellular Automaton(CA)法模拟了合金定向凝固微观组织.通过采用不均匀连续形核模型,在考虑到枝晶生长动力学的基础上,模拟了不同抽拉速度下合金定向凝固组织形貌,枝晶界面形态以及一次枝晶间距的变化,说明树枝晶竞争生长中存在"分枝"与"淹没"的机制;并且随凝固速率的增加,合金凝固组织从分枝较少的胞状树枝晶向分枝发达的树枝晶转变.模拟的一次枝晶间距从凝固速率为50 μm/s时的132 μm减少到凝固速率为500 μm/s时的69 μm.模拟结果与实验结果吻合较好.     

一种性能优异的低成本定向凝固镍基高温合金DZ417G

一种新的定向凝固镍基高温合金DZ417G已被研制成功，它不含有稀缺昂贵的金属元素W，Nb,Ta,Hf等元素，具有密度小、成本低的特点。简要地介绍这一合金的研究结果，包括化学成分的确定，定向凝固工艺和热处理制度的选定，所测试的各种力学性能，涉及不同温度的时拉伸性能，冲击韧性、持久、蠕变性能及其机理，高、低周疲劳和冷热疲劳性能，疲劳裂纹扩展速率，长期时效后组织和力学性能的变化以及抗氧化性能和物理性能。结果表明，DZ417G合金是一种综合性能优异的定向凝固镍基高温合金，很多性能指标优于DZ4合金，与DZ22和DS CM247LC合金相当，可用作先进航空发动机低压涡轮叶片等零件。     

HIGH TEMPERATURE FATIGUE BEHAVIOUR OF A DIRECTIONALLY SOLIDIFIED COBALT-BASE SUPERALLOY

1.IntroductionCo-basesuperalloysareextellsivelyusedasvallesandotherhightemperaturestructuralcomponentsinaircraftalldindustrialturbinesbecauseoftheirexcellelltstress-rupturepropertiesandhotcorrosionresistance.Theimprovementinthehightemperaturemechanicalperformanceofthesealloyshasevolvedoveralongperiodfromtheconvelltionalcastsuperalloysuptothemoderndirectionallysolidifiedalloys.Recently,adirectionallysolidifiedCo--basesuperalloywasdeveloped,whichisamodificationofX40alloyillTa,Ti,Zr,Mo,AlandB.…     

P，Zr，B对定向凝固IN738合金组织和偏析的影响SCIEI

用不同凝固速度下定向凝固和定向凝固加快淬的方法研究了Ｐ，Ｚｒ，Ｂ对定向凝固ＩＮ７３８合金组织和偏析的影响发现随磷含量的增加，合金固液两相区宽度及温度区间显著增加；凝固前沿低熔点液相区增大；树枝晶组织发达，二次晶变细、变多；固液界面表面积增加。发现只加Ｐ与同时加Ｐ，Ｚｒ合金的溶质原子偏析规律有差异。Ｐ，Ｚｒ，Ｂ促进合金中（γ＋γ′）共晶形成，在其前沿有（γ＋硼化物）共晶析出。     

CREEP CRACK PROPAGATION IN CONVENTIONAL CAST AND DIRECTIONALLY SOLIDIFIED SUPERALLOY RENE 80

The creep crack propagation in superalloy René80 of two different microstructures,i.e.,equiaxed grain structure by conventional casting and columnar grain by directionalsolidification,was investigated under static load at 1123 K.The creep crack growth rate,da/dt,seems to be correlated with the stress intensity factor,K.The creep crack growth ratein the directionally solidified alloy is lower than that in the conventional cast alloy,owing tothe elimination of transverse grain boundaries.The effect of microstructure on creep crackpropagation has also been discussed.     

两种组织的Ren80高温合金的蠕变裂纹扩展行为

研究了定向凝固和普通铸造的Ren80合金在1123K静载荷下的蠕变裂纹扩展行为结果表明,Ren80合金蠕变裂纹扩展速率,可用应力强度因子较好地关联定向凝固合金蠕变裂纹与扩展速率较低,其应力强度因子指数约为普通铸造合金的1/2     

DZ125合金再涂覆CoCrAlY涂层界面互扩散行为研究

采用电子束物理气相沉积(EB-PVD)方法在DZ125镍基高温合金上制备了CoCrAlY涂层,经过高温氧化扩散处理后,通过物理方法去除不同深度的涂层,采用相同的工艺重新制备了CoCrAlY涂层.研究了高温扩散过程中再涂覆CoCrAlY涂层与DZ125合金基体界面的互扩散行为及涂层的高温氧化行为.结果表明,去除涂层的深度对再涂覆涂层与合金界面的扩散行为以及涂层的高温氧化性能有重要影响.再涂覆涂层经高温氧化后形成的贫Al区厚度均小于首次涂覆涂层,且去除的深度越浅,贫Al区的厚度越薄.当涂层去除至互扩散区(IDZ)底部时,再涂覆涂层经高温氧化后形成的IDZ厚度与首次涂覆涂层相当,且氧化膜厚度较薄.     

横向磁场对镍基高温合金定向凝固组织的影响

研究了横向磁场对镍基高温合金DZ417G定向凝固显微组织的影响. 在较低生长速率条件下, 磁场显著影响合金的枝晶生长和宏观偏析. 施加磁场后一次枝晶间距减小并在沿磁场方向试样的左侧出现了“斑状”偏析. 随着生长速率的增加, 磁场的影响减弱. 从磁场在合金熔体中诱发热电磁对流, 并影响枝晶生长的角度对实验结果进行了分析.     

纵向磁场对不同尺寸定向凝固高温合金DZ417G组织的影响

进行了外加纵向静磁场下高温合金DZ417G的定向凝固实验,考察了纵向磁场对不同尺寸试样凝固组织形貌的影响.结果显示,在温度悌度为70℃/cm,抽拉速率为5μm/s时,施加磁场后一次枝晶间距减小,并在试样边缘出现等轴晶组织;随着试样尺寸的增大,在试样边缘和中心的柱状枝晶组织遭到破坏,形成等轴晶组织,且出现"斑状"偏析.这些现象可归结为磁场在固/液界面前沿合金熔体中诱发的热电磁对流(TEMC)所致.     

纵向强静磁场对定向凝固DZ417G合金枝晶形态和数目的影响

纵向强静磁场可明显影响高温合金DZ417G的定向凝固组织.为控制定向组织树枝晶数目提供了一种新手段.在抽拉速率为5μm/s时,强磁场影响了该合金组织的定向凝固生长特性,影响程度随磁场强度的加大而增加.当抽拉速率达到40μm/s及其以上时,施加强磁场使得单位面积上的枝晶数目增加,枝晶数目随磁场强度的增大而增大,增大幅度最大达到一倍左右.当温度梯度增大时,强磁场在低抽拉速率(5μm/s)下影响该合金定向凝固的效应加剧,在抽拉速率40μm/s及其以上时增加枝晶数目的效应也加大.从磁抑制对流和热电磁效应方面分析了上述现象,提出了作用机理.