高温合金样件无接触电磁成形的试验研究

研究了真空条件下高温合金样件的无接触电磁成形过程,结果表明,采用合适的感应器结构,电流强度,抽拉速率以及屏蔽罩有利于电磁成形过程的稳定实现;在大量实验的基础上,获得了表面品质较好,内部具有定向组织特征的高温合金样件。     

高温合金叶片类铸件电磁软接触成形过程研究

传统高温合金叶片类铸件制备过程中，熔体长时间在陶瓷模壳材料中保温，易受其污染，而借助于交变电磁场与液态金属相互作用产生的电磁压力可使高温合金呈半悬浮状态，减少了熔体与磁模结晶器的接触面积和时间，能尽可能避免污染的产生。将该方法和定向凝固技术相结合，提出了1种实现高温合金复杂形状电磁软接触成形的定向凝固工艺，探讨了该工艺下不同结晶器材料、磁化套高度及其所加方位对线圈中磁感应强度的影响，并在实验室中成功制备出了2种近叶片形状的高温合金电磁软接触成形的定向凝固样件。     

镍基高温合金真空电磁约束成形与定向凝固

介绍了高熔点大密度铁、镍基合金的电磁约束成形定向凝固的两种先进技术。在系统研究电磁场与温度场及其耦合作用的基础上 ,利用特殊设计的双频双感应器成功地实现了多种截面形状的不锈钢及高温合金的无容器电磁约束成形。借助于特制的磁结晶器获得了电磁软接触的高温合金近终形定向凝固叶片样件。     

电磁搅拌对GH3030高温合金铸态组织的影响

通过试验研究了电磁搅拌对高温合金GH3030铸坯的凝固组织及凝固过程中溶质分布的影响。GH3030合金的凝固微观组织为单相奥氏体,电磁搅拌可以打碎枝晶、促进形核,明显细化其晶粒,得到组织致密,晶粒细小的凝固组织。没有电磁搅拌的情况下,铸坯的宏观偏析和微观偏析都比较严重。通过施加电磁搅拌,熔体的流动使得熔体内的传热得到改善,凝固前沿温度梯度变小,同时促进溶质富集区液体与熔体其他部分的混合,从而减轻了Cr元素在铸坯中的宏观偏析和微观偏析,使Cr元素分布的更加均匀,铸坯质量得到提高。     

电磁成形高温合金大宽厚比板状件的实验研究

对大宽厚比(4：1)的高温合金(K3)板状件电磁成形包括工艺、感应器结构、屏蔽罩等进行了研究。结果表明：合理的感应器结构能使板状坯料均匀地沿横截面周界熔化并能约束一定高度的金属液柱；屏蔽罩能够调节感应器内的磁场分布，使感应器内的熔体处于合理状态；在其它条件一定的情况下，有一适合的抽拉速度和电源功率匹配，使熔化和凝固达到动态平衡；最后获得了表面质量良好、组织定向的宽厚比为4：1的高温合金板状件。     

高温合金电磁成形定向凝固柱状晶组织及形成条件

研究高温合金电磁成形定向凝固柱状晶组织及其形成条件的结果表明,①电磁成形中熔体下固/液界面处温度场近一维分布,获得了柱状晶组织;②电磁成形高温合金样件具有间断迹象的定向胞晶组织;③给定其他条件后,电磁成形过程中不同形状、尺寸的样件熔体平直固液界面开始出现下凹的临界凝固速率具有不同的特定值。在相同凝固速率条件下,大尺寸样件的固液界面更容易出现下凹。     

镍基高温合金脉冲电弧加工表面完整性研究

研究脉冲电弧加工镍基高温合金表面微观形貌,包括变质层厚度及特征、加工表面粗糙度、显微硬度,综合考虑以上各方面,研究脉冲电弧工作时,脉冲频率、占空比两种加工参数对表面变质层完整性的影响规律,得出频率和占空比较高时更容易产生裂纹,较低的频率和占空比会使熔化凝固层的厚度提高。     

高温合金母合金锭的真空电磁铸造技术研究

为了提高高温合金母合金锭的内在质量，提出了在高温合金真空熔铸的凝固过程，施加电磁搅拌的真空电磁铸造技术。使用电子探针和光学显微镜研究了在真空熔铸的凝固过程，施加电磁搅拌对高温合金母合金锭内在质量的影响。结果表明：在高温合金真空熔铸的凝固过程中，合理施加50Hz，60A的电磁搅拌，细化和增加了高温合金母合金锭的等轴晶组织，减少了中心缩孔缩松的大小和分布，大幅减轻了枝晶偏析的程度，从而使高温合金母合金锭的内在质量得到明显的改善。     

塑性加工方法在粉末高温合金中的探索研究

采用塑性加工方法,本文初步探索了预变形对PREP高温合金粉末及热等静压后合金显微组织的影响.结果表明,粉末预变形可以促进热处理后粉末组织的均匀化,并可降低合金的再结晶温度,改善合金组织,消除部分枝晶,对提高粉末的利用率及降低粉末高温合金盘件的成本具有较大的实际意义.     

定向凝固和单晶高温合金的再结晶研究

定向凝固和单晶高温合金具有优异的高温力学性能,是制造先进航空发动机涡轮叶片的主要材料.定向凝固和单晶高温合金的优异性能主要来源于消除了与主应力轴垂直的晶界,而再结晶的出现会显著降低合金的高温力学性能.针对近年来国内外对于定向凝固和单晶高温合金再结晶的研究,系统地介绍了定向凝固和单晶高温合金再结晶的特点、主要影响因素、再...     

电磁场在材料凝固加工领域的应用

介绍了电磁场在材料凝固加工领域的应用情况,包括静磁场、强静磁场、低频磁场、行波磁场与旋转磁场、高频磁场与电磁成形技术、复合电磁场的应用等。对未来的电磁凝固技术进行了展望。     

FH96高温合合金的凝固过程及元素平衡分配系数的研究

基于Scheil-Gulliver凝固模型,采用热力学计算软件Thermo-Calce及相应的Ni基数据库,对FGH96高温合金的凝固过程进行了热力学模拟计算,以揭示FGH96合金凝固过程中各相的析出规律,及凝固过程中各元素的偏析行为;并用Scheil-Gulliver方程对残余液相中各合金元素的质量分数随固相分数的变化进行回归,得到了各元素的平衡分配系数.结果表明,在FGH96合金凝固过程中,当固相分数达到0.7、0.94、0.98时由残余液相中分别开始析出MC型碳化物、TCP相、γ′相;B、C、Mo、Nb、Ti、Zr、Si的平衡分配系数小于1,而Co、Cr、W、Fe、Al的平衡分配系数大于1.     

大厚度比镍基高温合金构件的焊接工艺

基于Inconel718镍基高温合金材料的可焊性分析以及对大厚度比焊接件的结构分析,以1mm厚度的薄壁件为切入点研究了采用与不采用辅助夹具进行焊接定位的施焊效果。采用钨极脉冲氩弧焊方法使用辅助夹具对0.8mm厚度薄板进行焊接工艺试验,获得熔合良好的接头。大厚度比(1∶11)构件的焊接工艺应以控制热输入与防止薄壁件变形为原则,通过分析结构特点可利用夹具进行定位、辅助散热的作用制定出有效的焊接工艺。     

冶炼工艺对GH871合金涡轮盘韧性的影响

研究了AIM ESR和VIM ESR两种冶炼工艺对GH871合金涡轮盘三种韧性指标的影响,结果表明:冶炼工艺对该合金在室温、650℃拉伸和缺口冲击韧性影响较小,采用VIM ESR冶炼工艺可以显著提高GH871合金在700℃拉伸韧性和I型裂纹平面应变的断裂韧性。     

旋转电磁场和孕育剂对K417高温合金铸件力学性能的影响

使用凝固过程中施加旋转电磁场并在模壳内表面涂孕育剂铝酸钴相结合的方法,得到了晶粒组织细化至95μm、断面等轴晶比例达到99%以上的K417高温合金铸件。使用电子拉伸试验机、机械伺服疲劳试验机和扫描电镜研究了将晶粒细化至95μm对K417高温合金铸件在室温和中温650℃时拉伸性能和低周疲劳性能的影响。结果表明:在室温和650℃的中温条件下,晶粒细化到95μm可以使K417高温合金铸件的强度、塑性和低周疲劳寿命明显提高;当试验温度从20℃升高到650℃时,K417高温合金铸件的抗拉强度和屈服强度基本保持不变,但其伸长率和断面收缩率却有所降低;在0.3%的总应变控制量下,当试验温度从20℃升高到650℃时,K417高温合金粗晶试样和细晶试样的低周疲劳寿命都有较大幅度的降低。     

特种合金感应熔炼电磁约束成形技术若干进展

感应熔炼电磁约束成形是一种无容器金属材料处理加工技术,具有无器壁污染、短流程等优点。评述了几种感应熔炼电磁约束成形技术的原理和特点,并对其存在问题及发展趋势进行了讨论。指出电磁约束成形定向凝固技术集金属材料的加热熔化、无接触约束成形及组织定向凝固于一体,特别适合于高熔点、易氧化、高活性的特种合金坯件的无污染制备。