单晶高温合金的高温蠕变断裂

研究了ＮＡＳＡＩＲ１００单晶在铸态以及热处理的的组织及高温持久寿命。发现γ／γ＇共晶、富Ｗ相、显微疏松以及γ－γ＇等相界面处是形成蠕变空穴的场所。单晶合金的高温持久断裂过程是：蠕变空穴在温度和应力的联合作用下长大为韧窝，并通过撕裂棱连接起来。     

Re对一种单晶高温合金蠕变断裂寿命的影响

在保持其它合金元素含量基本不变的情况下,分别加入２．２％、３．２％和４．２％的Ｒｅ浇注单晶高温合金试块,研究了Ｒｅ含量对单晶高温合金拉伸强度和蠕变断裂寿命等的影响。结果表明：随Ｒｅ含量增加,６４９℃条件下的拉伸强度下降但塑性升高;９８２℃／２４８．２ＭＰａ、１０３８℃／２０６．８ＭＰａ及１０７０℃／１７６．８ＭＰａ条件下的蠕变断裂寿命显著提高而塑性有所降低;在相同的试验条件下,随合金的Ｒｅ含量增加     

高温下短纤维增强金属基复合材料界面的微观结构和热残余应力状态研究

利用透射电镜观察了δ-Al₂O₃短纤维增强Al-5.5Mg合金复合材料界面在不同环境温度下的微观结构特征。 同时, 基于该类复合材料的单纤维模型, 利用弹塑性有限元分析方法, 研究了在不同温度下界面热残余应力的大小和分布情况, 并讨论了热残余应力对界面行为的影响。 最后, 讨论了界面的微观结构和热残余应力特征对复合材料整体性能的影响。 研究表明, 不同环境温度下, 界面具有不同的微观结构和热残余应力特征, 这些特征的变化将引起复合材料整体性能的明显变化。     

760℃下DD6单晶高温合金的循环形变

对在760℃温度下两种多滑移取向的镍基单晶合金DD6的循环变形进行了研究。结果表明：[111]取向及大应变幅条件下的[001]取向表现出一定程度的循环硬化。对于这两种取向，循环应力的不对称性与应变幅有关。应力幅对最大和最小循环应力差值的影响总量趋于产生与拉伸和压缩屈服应力不对称相反的效果。拉伸和压缩过程中这种影响的差异是由于拉压屈服过程中不同的形变强化效果所致。     

DD100单晶合金高温慢拉伸断裂行为研究

对ＤＤ１００单晶合金（００１），（２２１）和（１１１）三个结晶取向在不同环境下高温对慢应变拉伸断裂行为进行了研究，比较了它们在真空和空气环境下力学性能以及断口特征，初步讨论了其断裂机理，该单晶在结晶取向和试验条件相同时，空气中试样比真空中试样的强度值相差甚少，而延性同差得多。     

高温疲劳断裂的研究与发展

本文介绍近15年来北京航空材料研究所在高温疲劳断裂研究领域内所取得的部分研究成果,其中包括高温低周疲劳、高温断裂韧性以及高温疲劳裂纹扩展的研究与发展。     

GH4698高温合金螺栓断裂原因

某型航空发动机低压涡轮盘上的一颗固定螺栓发生断裂,对断裂螺栓进行了宏观观察、断口分析、金相检验、化学成分分析等。结果表明：螺栓断裂的原因是装配时产生了偏斜拉伸应力,且其晶粒组织粗大,使材料的塑性和冲击韧性降低,螺栓的整体承载能力下降。     

镍基单晶高温合金热机疲劳断裂特征

为了进一步提高镍基单晶高温合金的热机疲劳性能,通过微观结构解析研究了合金热机疲劳断裂特征.通过金相和扫描电子显微镜研究了热机疲劳断裂的断口特征和微观结构.研究表明:裂纹起源于形变孪晶与试样外表面的交截处,过程中的氧化有助于裂纹的长大;裂纹尖端的应力场诱发出大量形变孪晶,而形变孪晶的存在为裂纹进一步沿着孪晶界扩展提供了便利条件;镍基单晶高温合金的疲劳断裂主要是由于形变孪晶的形成以及裂纹沿孪晶界的扩展造成的.形变孪晶与高温合金疲劳断裂密切相关.     

ODS铁素体合金的微观结构研究

报道了在同一机械合金化工艺条件下制造的几种ＯＤＳ铁素体合金的显微组织，析出粗、弥散强化相的分布及不均匀性。     

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。     

基于微观机制的复杂应力状态下钢材韧性断裂行为研究

韧性断裂是钢材最常见的破坏形式,研究钢材韧性断裂机理并准确预测钢材韧性断裂行为具有重要的理论意义和工程实用价值.基于微观机制的断裂预测方法对研究钢材韧性断裂行为有较好的适用性.该文基于体胞模型空穴演化机理改进了现有的韧性断裂模型,校核了Q345钢材断裂模型参数.此外,在韧性断裂模型中引入损伤因子,以考虑应力状态在加载过...     

镍基单晶高温合金的拉伸断裂行为

对[001]、[011]和[111]取向的镍基单晶高温合金的不同取向的弹性模量及硬度做了表征,并分析了[011]和[111]取向的单晶在室温和1070℃的拉伸断口形貌。研究结果表明:合金的弹性模量及拉伸断裂存在各向异性。室温下,[011]取向试样拉伸断裂变形不均匀,断面为椭圆形;[111]取向的试样断裂面为圆形,没有发生颈缩。[011]、[111]取向断口均由裂纹源区、扩展区及瞬断区组成。室温下,合金的拉伸断口为剪切型韧性断裂;高温下,合金的拉伸断口为微孔聚集型韧性断裂。     

钨合金材料动态拉伸性能与微观断裂机制关系的研究

测定了光滑和缺口钨合金材料在不同应变率下动态拉伸性能的变化规律，观察了材料断裂的微观机制。结果发现，光滑试样具有正应变率效应，缺口试样具有负应变率效应，在不同应变率下，两种试样的断裂方式没有明显的差别。     

热作模具钢在高温热机械应力循环下的疲劳断裂行为

研究了热作模具钢在应力控制下的等温疲劳和同相热机械疲劳寿命，发现在相同的应力幅下，同相热机械疲劳寿命低于上限温度的等温疲劳寿命。通过研究疲劳过程中的循环应变响应和疲劳断口特征时发现，等温疲劳条件下，滞后环朝压缩方向发展，疲劳裂纹主要为穿晶萌生与扩展；在热机械疲劳条件下，滞后环朝拉伸方向发展，疲劳裂纹主要沿晶萌生与扩展。这是导致同相热机械疲劳寿命低于等温疲劳的主要原因。     

结构材料喷射成形技术与雾化沉积高温合金

喷射成形是利用快速凝固方法直接制备金属材料坯料或半成品的先进材料制造技术 ,喷射沉积高温结构材料的冶金性能好、生产效率高、成本低 ,因而在近几年得到了迅速发展 .本项研究的主要目的是要通过喷射成形工艺参数的调整、最大限度地直接减少喷射成形坯中的孔隙度 ,进而得到优质坯料 .利用优化的雾化喷射沉积技术制备了多种高温合金沉积坯 ,沉积坯整体致密、晶粒细小、组织均匀、无宏观偏析、含气量低、力学性能提高 .还简要地比较了喷射成形高温合金与用常规铸锭冶金工艺和粉末冶金工艺制备高温合金的异同 ;总结了航空材料研究院喷射成形高温材料近年来的研究状况 ,包括专用高温材料喷射成形装置和技术及其应用 .     

一种单晶高温合金的高周疲劳行为

本文对一种单晶高温合金在℃经高周疲劳实验的断裂特征和微观变形机制进行了详细研究，发现该单晶合金存在两种断形貌，一种是定向解理断裂，一种是蜂窝状撕裂，这两种断裂方式分别与按确定取向的滑移变形机制和位错胞变形机制相联系。还观察到了小角晶界的变形机制，合金中存在的极微量ＭＣ碳化物仍然是重要的疲劳源，该单晶高温合金的高周疲劳强度极限较之相应的铸造ＩＮ７３８合金和低偏析定向凝固ＤＥ３８Ｇ合金大幅度提高。     

高温合金CT试样裂纹前沿应力分布及第二相影响的模拟计算

利用有限元方法分析了IN718合金CT试样裂纹区域的应力应变分布、裂纹尖端应力强度因子及第二相状态对它的影响，计算结果与实测数据基本一致，表明采用有限元方法研究含裂纹体构件的蠕变行为是一种较好的研究手段。通过计算认为，IN718合金在时效初期虽然有α-Cr相的析出而不至于促进蠕变裂纹扩展，是由于α—Cr于δ相周围γ″贫化区(微塑性区)内析出而处于微塑性区内使得裂纹尖端钝化，不利于裂纹扩展。     

合金成分对含铼镍基单晶合金高温持久及断裂性能的影响

通过研究含铼镍基单晶合金主要合金化元素Ｗ,Ｒｅ,Ｔａ,Ａｌ,ＲＥ等含量变化对其高温（９８０￣１１００℃）持久性能和持久断裂特征的影响,探索优化合金元素配比的基本原理,并分析其对持久断裂行为的影响。结果发现：适当提高Ｒｅ,Ｗ,Ｎｂ、Ｔａ,Ａｌ含量有利于高温持久性能改善,这些元素间存在互相抵消或补偿的效用,必须进行各元素含量匹配才能综合优化。适量添加稀土对改善合金持久蠕变的性能效果独特,从而证明利用其     

Zn-Al共晶合金准三维微观结构的研究

采用一种对Zn-5Al双相合金选择性腐蚀的化学蚀刻剂，显示了铸态Zn-5Al共晶合金的准三维微观结构，并结合光学显微镜、扫描电镜和能谱分析，研究了合金中富Al的α相和富Zn的β相的形貌和相互间的分布关系。结果表明，Zn-5Al铸造合金的光学金相组织呈层片状特征；扫描电镜观察，占合金总量5.2%（质量分数，下同）的富Al的α相是作为富Zn的β相的包裹层存在于β相间的界面，在蚀刻剂中被蚀刻掉的是β相，而α相基本不被蚀刻。