镍基铸造高温合金热等静压处理的研究

就热等静压处理对镍基铸造高温合金的缺陷消除、组织和力学性能的改善作了研究。研究结果表明，通过热等静压处理后的合金，不仅可有效地消除合金中的缺陷（疏松和气孔），获得致密的合金，而且还可改善合金的显微组织，提高合金的持久、拉伸和疲劳性能，显著地减小性能分散度。     

热等静压在铸造高温合金领域的应用

采用适当热等静压工艺处理铸造高温合金,利用高温高压实现铸件内部疏松孔洞的蠕变扩散,达到闭合疏松和均匀合金组织的目的,使铸造高温合金的综合力学性能,尤其是疲劳性能、塑性及合金力学性能的稳定性显著提高,大大提高了铸件使用的安全性和可靠性.介绍了热等静压工艺处理高温合金铸件的致密化原理、工艺因素及其对合金组织和性能的影响,同时概述了热等静压技术的应用成果及发展状况.     

镍基高温合金增材制造研究进展

镍基高温合金因其优异的高温强度及耐腐蚀、抗氧化性能而备受关注,被广泛应用于航空航天等领域。本文对增材制造镍基高温合金的制备方法、常见牌号以及合金的组织与性能进行了综述,总结了当前存在的问题,提出了未来值得探索的研究领域。金属增材制造技术制备的镍基高温合金具有良好性能,能实现复杂构件精密成形,且制备过程中材料浪费少,有望成为未来航空航天等领域中镍基高温合金构件的重要制备工艺。常见的镍基高温合金增材制造方法有粉末床熔化、定向能量沉积和电弧增材制造等,粉末床熔化被广泛用于制造高精度和复杂零件,但制造速度相对较慢,且设备和材料成本较高。定向能量沉积自由度和灵活性更高,可用于制备功能性梯度材料,但精度较低。电弧增材制造具有较低的设备成本和材料成本,适用于大型零件的快速制造,但其制备的合金表面粗糙度较差,需要进行额外的加工或后处理。在增材制造过程中被广泛研究的镍基高温合金包含IN625,Hastelloy X等固溶强化型和IN718,CM247LC,IN738LC等沉淀强化型高温合金。与传统的铸造和锻造方法相比,增材制造独特的逐层成型、快冷快热的制备过程带来了粗大的柱状晶粒组织和大量细小晶粒的独特...     

冷却速度对K3合金组织和性能的影响

一、前言 铸造高温合金在航空燃气涡轮发动机上作导向叶片和涡轮叶片材料已得到了广泛的应用。对镍基铸造高温合金的大多数研究结果表明,镍基铸造高温合金机械性能的显微结构特征受着铸造工艺参数的影响。我们的研究工作证明,铸造高温合金的组织和性能对铸造、结晶条件的变化相当敏感,即使同一零件不同     

镍基高温合金增材制造研究进展EICSCD

镍基高温合金因其优异的高温强度及耐腐蚀、抗氧化性能而备受关注,被广泛应用于航空航天等领域。本文对增材制造镍基高温合金的制备方法、常见牌号以及合金的组织与性能进行了综述,总结了当前存在的问题,提出了未来值得探索的研究领域。金属增材制造技术制备的镍基高温合金具有良好性能,能实现复杂构件精密成形,且制备过程中材料浪费少,有望成为未来航空航天等领域中镍基高温合金构件的重要制备工艺。常见的镍基高温合金增材制造方法有粉末床熔化、定向能量沉积和电弧增材制造等,粉末床熔化被广泛用于制造高精度和复杂零件,但制造速度相对较慢,且设备和材料成本较高。定向能量沉积自由度和灵活性更高,可用于制备功能性梯度材料,但精度较低。电弧增材制造具有较低的设备成本和材料成本,适用于大型零件的快速制造,但其制备的合金表面粗糙度较差,需要进行额外的加工或后处理。在增材制造过程中被广泛研究的镍基高温合金包含IN625,Hastelloy X等固溶强化型和IN718,CM247LC,IN738LC等沉淀强化型高温合金。与传统的铸造和锻造方法相比,增材制造独特的逐层成型、快冷快热的制备过程带来了粗大的柱状晶粒组织和大量细小晶粒的独特微观组织,还形成了独特的熔池组织及位错胞结构。但是,通过增材制造得到的合金一般还需要进行热处理,对晶粒组织、析出相等进行调控,从而影响合金的力学性能。此外,增材制造镍基高温合金的力学性能还与具体制备方法和合金种类有关。尽管目前增材制造已被广泛用于镍基高温合金的制备,但仍面临组织与性能存在各向异性、高性能合金开裂敏感性高以及缺乏相应的规范和标准等问题,将来需要在热处理、专用合金的定制与开发、探索工艺-结构-功能关系以及计算建模等方面深入探索。     

热等静压对DD3单晶高温合金组织与性能的影响

选用两种热等静压工艺对DD3合金进行热等静压实验,研究了热等静压对DD3单晶高温合金组织与性能的影响.观察、分析了热等静压及完全热处理后组织,测试了经热等静压并热处理后合金的持久、蠕变及拉伸性能.结果表明:热等静压工艺可部分或完全消除DD3合金的铸造疏松或缩孔,但导致合金γ'强化相的回溶和不规则长大,热处理后γ'相粗大且立方化和规则性差,合金的中、高温持久和蠕变性能有所降低,对900℃拉伸性能无明显影响.     

本刊1983年1～6期目录索引

6一16材料应用GH22o合金工艺塑性与再结晶研究初生。相对BTg钦合金性能的影响Mg一Nd一Z:系ZM6合金热强性能的改进粗晶带对】Cr18NigTi性能的影响有机玻璃光弹性性能的实验研究铃付定向凝固镍基高温合金持久性能的影响KK一3号高低温航空润滑脂及其应用高温合金材料应用实践锻造和热处理综合条件对Ti一679合金组织 和室温拉伸性能的影响飞机迷彩伪装涂料高温无机盐料浆铝硅涂层TCll合金片状组织的热处理改进从零件漏油看橡胶与工作油介质的匹配国产密封剂在民航机上的应用DD3铸造单晶镍基高温合金的拉伸性能氟橡胶与金属粘接用胶粘剂…     

微量元素对镍基高温合金微观组织与力学性能的影响

在高温环境中镍基高温合金具有良好的高温强度、抗氧化性能、抗腐蚀性能和抗疲劳性能,被广泛应用于航空航天等领域。镍基高温合金优异的综合性能与其微观组织紧密相关。综述了微量元素B, C, Y, Ce, Hf, Re, Ru, P对镍基高温合金微观组织及其力学性能的影响。针对不同的镍基高温合金,对微量元素的不同作用进行讨论分析。镍基高温合金微观组织及其力学性能与微量元素的含量及其分布有关。添加于镍基高温合金中的微量元素分布在合金基体或者其析出相中,通过偏聚于晶界处或者元素偏析等方式,改变合金的微观组织,从而影响其力学性能。     

镍基高温合金的扩散焊接研究进展

镍基高温合金被广泛用于现代航空工业、核工业等领域。本研究综述了镍基合金扩散焊的研究进展,介绍了扩散焊技术研究现状、界面孔洞闭合机理以及扩散焊接接头组织、性能。对当前镍基高温合金扩散焊的最新研究进行总结,为今后镍基高温合金扩散焊接技术的进一步发展提供了理论支撑。      

航天用镍基高温合金及其激光增材制造研究现状

新型航天器用镍基高温合金部件呈现出复杂化、薄壁化、复合化、一体化的发展趋势,使得传统的铸造或锻造加工技术无法胜任。基于逐层堆积的激光增材制造(LAM)技术是实现这类复杂部件制备的理想解决方案,能够进一步赋予高温合金更高的价值,极大地推动航天装备的发展。首先介绍了航天领域常用的镍基高温合金种类,然后以研究最多的IN 718和IN 625合金为例,总结了镍基高温合金增材制造的研究现状:归纳了镍基高温合金增材制造工艺优化方法,表明增材制造综合加工图和实验设计方法是两种行之有效的方法;指出了增材制造镍基高温合金材料的微观组织特点,讨论了增材制造后续热处理对材料微观组织和力学性能的影响规律,表明增材制造技术极快速冷却的特点引起镍基高温合金材料内部存在普遍的局部微观偏析现象,导致常规热处理工艺不再是最优工艺;并通过5个典型的增材制造镍基高温合金航天构件案例展示了增材制造技术的优势。在此基础上,针对镍基高温合金增材制造过程中存在的关键科学问题和技术难题,展望了增材制造镍基高温合金未来的研究方向。     

镍基合金的热变形行为及智能热加工技术研究进展

镍基合金具有优异的高温强度,良好的抗疲劳、抗氧化和抗腐蚀性能,是目前航空航天领域内应用最为广泛的金属材料之一,已成为航空发动机热端部件不可替代的关键材料.镍基合金的高温变形抗力大、成形温度范围窄、微观组织演变复杂,给镍基合金零件的成形制造带来了巨大挑战.综述了近年来镍基合金的高温流变规律及建模、微观组织演变规律与建模、...     

热等静压对第三代单晶高温合金DD33显微组织和持久性能的影响

对第三代DD33单晶高温合金进行标准热处理、热等静压以及不同制度的后续固溶和时效处理,并在850℃/650 MPa和1100℃/170 MPa条件下进行高温持久性能实验,使用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线三维成像技术(XCT)等手段观察和表征不同状态的样品,研究了热等静压和热处理对这种合金显微组织和持久性能的影响。结果表明：铸态DD33单晶高温合金经过适当的热等静压和后续热处理工艺后,样品的组织形貌(γ′相尺寸、体积分数与立方化程度)与标准热处理态基本相同。与标准热处理态合金相比,热等静压处理后合金显微孔洞的体积分数和尺寸均显著降低,其体积分数从0.0190%降低到0.0005%,最大孔等效直径从36.9 μm减小到14.2 μm。在850℃/650 MPa和1100℃/170 MPa条件下热等静压后的样品持久寿命均显著延长。这表明,适当的热等静压和热处理能消除合金内部的显微孔洞缺陷,使其持久性能显著提高。     

热等静压工艺参数对ZTC4钛合金力学性能的影响

为了使ZTC4钛合金铸件具有较优的力学性能,系统地研究了热等静压温度、时间、压力等工艺参数对ZTC4钛合金铸板力学性能的影响.结果表明:热等静压工艺参数变化对ZTC4钛合金室温拉伸性能、弯曲性能都有影响,其中对ZTC4钛合金伸长率的影响最为明显,但对冲击性能影响不显著.综合考虑各因素,在920℃/125MPa/2h热等...     

Effect of hot isostatic pressing on mechanical properties and microstructure of 70–30 cupronickel castings

Abstract

The present work is part of an investigation into the use of hot isostatic pressing to recover 70–30 cupronickel castings. These alloys have particularly good corrosion resistance and, when strengthened with silicon and chromium, produce a material capable of use in very severe conditions of stress and massive corrosion. However, it is not possible to recover such castings by the application of repair welding, because of the possibility of reduced corrosion resistance in the vicinity of the weld. Hot isostatic pressing represents an alternative method of casting recovery. The results reported in the present work refer to the effect of hot isostatic pressing on mechanical properties, microstructure, and the level of segregation in the alloys. Hot isostatic pressing may be used to remove casting defects in the form of fine pores up to total porosity of 5%. However, in cases where porosity takes the form of very large defects, the mechanical properties of the recovered region are inferior to those of the originally sound material. This effect is probably associated with the presence of very finely distributed oxide particles in the originally defective parts of the casting. The optimum hot isostatic pressing temperature for the best overall combination of properties was 950°C.

MST/1732     

汽车增压器涡轮用铸造高温合金热裂研究进展

采用高温合金浇注汽车增压器涡轮时,叶片极易产生热裂,热裂的存在严重影响了铸造高温合金在增压涡轮上的使用。介绍了几种目前国内广泛使用的汽车增压器涡轮用铸造高温合金,对铸件热裂的形成机理进行了综述,重点探讨了铝、钛、碳、锆和铪等元素对铸造高温合金热裂倾向性的影响。综述了合金凝固方式和铸型性质、浇注条件、铸件结构、浇注系统等铸造工艺参数对热裂的影响,并提出了防止热裂产生的措施。     

Casting defects and high temperature fatigue life of IN 713LC superalloy

High-cycle high temperature fatigue life of a superalloy IN 713LC in as cast state and after hot isostatic pressing was experimentally determined for symmetrical cycling and cycling with tensile mean stress of 300 MPa. Fatigue tests were conducted at 800 °C in laboratory air. It has been found that the hot isostatic pressing improves the fatigue life. Large casting defects are sites of fatigue crack initiation in both states of the alloy. The hot isostatic pressing reduces the size of casting defects, however the broad scatter band of the lifetime data remains. Determination of casting defects size by optical microscopy on metallographic sections and an analysis of the size distribution by extreme value statistics indicates two types of defects: (i) small isolated defects and (ii) defect clusters consisting of complicated interconnected shrinkages in the three-dimensional space. The size distribution of both types of defects follows the extreme value statistics. This enables to estimate the maximum size of a defect likely to occur in a defined volume. The predicted maximum defect size in a volume of a fatigue specimen reasonable corresponds to the size of defect observed on the fracture surface of failed specimen.     

热等静压对ZL111—T6铝合金叶轮组织和性能的影响

通过对比试验研究了热等静压处理对ZL111-T6铝合金增压器叶轮显微组织、拉伸性能及疲劳性能的影响。结果表明：热等静压处理可有效消除ZL111-T6铝合金叶轮内部的铸造疏松和缩孔缺陷;热等静压使ZL111-T6铝合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率都略有提高,同时使各项性能数据的离散度大幅度减小,提高了铸件产品性能的稳定性;相比未经热等静压处理的ZL111-T6铝合金叶轮,热等静压处理使其疲劳寿命提高了一倍以上。     

Effect of glass container encapsulation on deformation and densification behavior of metal powders during hot isostatic pressing

Hot isostatic pressing process consolidates metal powders to produce fully dense parts with complex geometries. Deformation behavior of compacts during hot isostatic pressing process typically is anisotropic for powders encapsulated in metal containers. Therefore, post-processing processes are required to fabricate the parts with required shape and dimension. This paper reports the effect of glass container encapsulation on deformation and densification behavior of 316 L stainless steel powder and nickel-based superalloy powder during hot isostatic pressing. Finite element calculations from Abaqus – finite element analysis (FEA) were compared with measured deformed shapes of powder compacts. Finally, samples deformed in glass containers were compared with those in metal containers to study the capabilities of glass containers to form near-net-shape parts. Glass containers transmitted all the pressure applied to the compacts and did not induce the Mises stress to the compacts that leads to homogeneous distribution of relative density over the compacts. Glass containers showed more homogeneous densification and uniform deformation of compacts compared to the conventional metal containers.     

Hot isostatic pressing of beta-alumina

The effect of hot isostatic pressing on the properties of sintered beta-alumina has been investigated. The mechanical strength is increased as compared with as-sintered material. The ionic resistivity is decreased by hot isostatic pressing but this has been shown to be related to the heat treatment rather than the application of pressure. The changes in mechanical and electrical properties are related to changes in ceramic microstructure.