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.     

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。     

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     

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

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

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.     

高温度梯度定向凝固镍基高温合金DZ125的组织演化

采用液态金属冷却(LMC)定向凝固结合液淬法,在温度梯度(G)为250 K/cm,凝固速率(V)为2-400 μm/s的条件下系统研究了镍基高温合金DZ125的固/液界面形态、胞/枝晶间距及MC碳化物形态.随着V的增大,界面形态经历了浅胞状→深胞状→粗枝晶→细枝晶的转变.一次胞晶间距随着V的增大而增大,当V=5 μm/...     

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.     

EFFECT OF TRACE ELEMENT B ON MICROSTRUCTURE OF DIRECTIONALLY SOLIDIFIED Co-BASE SUPER ALLOY DZX40M

The effect of trace element B on microstructure of directionally slidified new type Co-base superalloy is studied systematically in this paper.It is found that the addition of B makes the incipient melting temperature of the alloy decline remarkably.Compared withthe alloy having a boron contenl of 0.05%,the incipient melting temperature of the alloywith 0.7% B decreases by 197℃.The primary and secondary dendrite arm spacings in-crease and the volume fraction of interdendritic carbides with fine microstructure becomesbigger with the enhancement of boron content.When the alloy is with 0.7wt%B,M_3B_2 precipitates in the interdendrites.     

抽拉速率对定向凝固叶片状DZ125高温合金微观组织的影响

应用液态金属冷却(LMC)和高速凝固(HRS)定向凝固技术,对DZ125高温合金叶片状铸件在不同抽拉速率下的组织演变规律进行了研究,并对比研究了LMC和HRS法所得铸件的微观组织.结果表明,同一定向凝固方法下,随抽拉速率的提高,铸件枝晶组织及γ′析出相得到细化;应用LMC技术所制备铸件的枝晶组织和γ′析出相较相同抽拉速率HRS方法时更为细小;相同工艺参数下LMC和HRS方法所制备铸件一次枝晶间距的差异随铸件壁厚及抽拉速率的增大而更显著.通过对固/液界面前沿温度梯度进行估算发现,LMC方法可获得更高的温度梯度,且其温度梯度受抽拉速率变化影响较HRS更小.除70μm/s抽拉速率外,LMC法所得γ+γ′共晶组织的含量均显著少于HRS方法;70μm/s抽拉速率时,LMC法产生的偏析较严重,而其余凝固条件下偏析程度较相同工艺参数下HRS轻.110μm/s抽拉速率时,HRS方法较LMC方法制备铸件中MC型碳化物尺寸更大.     

扩散条件下抽拉速率对Fe-4.2Ni合金定向凝固组织演化的影响

在内径为1 mm的细管中进行了Fe-4.2Ni亚包晶合金扩散条件下的定向凝固实验.在15μm/s抽拉速率下得到了树状组织、共生组织以及δ/γ两相分离生长的凝固组织,组织演化规律为:δ单相→δ/γ两相树状组织→γ+两相共生组织→δ/γ两相分离并列生长组织;抽拉速率为35μm/s时,获得了以γ岛状为主的凝固组织,组织演化规律为:δ单相→δ/γ两相树状组织→γ-岛状组织+共生组织→δ+γ-岛状组织.实验发现,提高抽拉速率使凝固初始阶段的两相生长竞争加剧,并导致凝固过程中的相选择和全程组织演化规律发生改变.     

定向凝固Ni3Al合金高温变形后的显微组织特征

利用金相,扫描电镜和透射电子显微镜研究了定向凝固Ｎｉ３Ａｌ合金高温变形后的显微组织特征。研究结果表明,当变形速率较快时,原始柱状晶晶界无明显变化,晶内无明显结构存在;当变形速率较慢,合金呈现塑变形时,变形初期柱状晶晶界呈现“锯齿状”,后期原始柱状晶界消失,代之以晶粒尺度约为１５ｍｍ的晶粒带,晶粒带中既有小角度晶界,也有大角度晶界。     

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.     

一种镍基单晶高温合金的高温度梯度定向凝固组织及枝晶偏析

采用双区加热和液态金属冷却法 (LMC) 相结合, 对一种含4%Re (质量分数) 的镍基单晶高温合金进行了高温度梯度定向凝固. 结果表明: 与传统的“ 高速凝固法 (HRS) ” (温度梯度G=20-40 K/cm, 抽拉速率V=50-100 μm/s, 一次枝晶间距 λ₁=200-400 μm)相比, 该技术可以显著提高凝固界面前沿的温度梯度 (G=238 K/cm) 和抽拉速率 (V=500 μm/s). 随着抽拉速率的提高, 凝固界面形态呈现出平面、胞状、粗大枝晶和细枝晶形态, 一次枝晶间距不断减小, 通过固态相变析出的γ' 强化相也被显著细化, 当G=238 K/cm, V=500 μm/s时, λ₁和枝晶干γ' 相平均尺寸分别减小到61.3和0.04 μm. 电子探针测定表明, 随着抽拉速率的提高, 枝晶偏析呈现先增大后减小的趋势. 这是高温度梯度条件下, 固相反扩散作用强烈影响元素在枝晶中分布的结果.     

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.     

EFFECT OF POWDER SIZE ON MICROSTRUCTURE AND PROPERTIES OF RAPIDLY SOLIDIFIED Al-Li-Mg-Zr ALLOY

The microstructure and properties of the rapidly solidified Al-Li-Mg-Zr alloy,in relation tothe particle size of supersonic atomizing powder,have been investigated.The finer the size andthe structure of powder,the higher the strength of the alloy.While the overfine powder mayworsen plasticity of the alloy.The proper powder seems to be sized 40—100um.     

快速凝固Al—Li—Mg—Zr合金粉末粒度对组织和性能影响

研究超音雾化快速凝固Al—Li—Mg—Zr合金粉末粒度对组织和性能的影响中发现,粉末粒度越细,组织越细,合金强度越大;但粒度太细,又会导致塑性变差。试验合金粒度范围选用40—100μm为佳。     

DZ38G高温合金扩散钎焊微观结构分析

在真空环境下采用Ni-Si-B中间层,扩散钎焊DZ38G高温合金,扩散连接温度为1050℃,扩散连接时间为30～70min,焊后均质化保温温度为1050℃,保温时间为300 min.研究了接头的微观结构.研究表明:等温凝固完成前,接头主要有四种不同的相构成:初始共晶的γ固溶体、Ni基硼化物、共晶的γ固溶体和母材金属;在1050℃下,扩散钎焊时间70 min以上,可完成等温凝固.     

DIRECTIONALLY SOLIDIFIED MICROSTRUCTURE OF AN ULTRA-HIGH TEMPERATURE Nb-Si-Ti-Hf-Cr-Al ALLOY

The directionally solidified samples of an ultra-high temperature Nb-Si- Ti-Hf-Cr-Al alloy have been prepared with the use of an electron beam floating zone melting (EBFZM)furnace, and their microstructural characteristics have been analyzed. All the primary dendrites of Nb solid solution (Nbss), euteetic colonies of Nbss plus (Nb, Ti)3 Si//(Nb, Ti)5 Si3 and chains of (Nb, Ti)3 Si/(Nb, Ti)5 Si3 plates align along the growth direction of the samples. With increasing of the withdrawing rate, the microstructure is refined, and the amounts of Nbss (Nb, Ti)3 Si/(Nb, Ti)5 Si3 euteetic colonies and (Nb, Ti)3 Si/(Nb, Ti)5 Si3 plates increase. There appear nodes in the (Nb, Ti)3 Si/(Nb, Ti)5 Si3 plates.     

凝固速率对Nb-Ti-Si基合金整体定向凝固组织及固/液界面形态的影响

在2050℃的熔体温度下,在自行研制的定向凝固炉内实现了Nb-Ti-Si-Cr-Hf-Al-B-Y超高温合金的有坩埚整体定向凝固.采用XRD,SEM,EDS等方法分析了凝固速率分别为2.5,5,10,20,50和100μm/s时的整体定向凝固组织、组成相的择优取向及固/液界面形貌,并讨论了其共晶生长机制.结果表明:合金的定向凝固组织主要由沿着试棒轴向排列的横截面为多边形的柱状初生(Nb,X)_5Si_3(X=Ti,Hf,Cr)相与耦合生长的层片状Nbss/(Nb,X)_5Si_3共晶团(Nbss表示铌基固溶体)组成.横截面上共晶胞界明显.当凝固速率由2.5μm/s变化到100μm/s时,定向凝固组织细化,固/液界面经历粗胞状→细胞状→胞枝的演化过程.Nbss/(Nb,X)_5Si_3共晶两相较低的熔化熵及其前沿较大的动力学过冷度是形成规则共晶的主要原因.     

EFFECT OF REVERT RECYCLE TIMES ON MICROSTRUCTURE AND FATIGUE PROPERTIES IN COBALT BASE SUPERALLOY K640S

１．ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡｍｏｎｇｔｈｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｔｕｒｂｉｎｅ,ｔｈｅｇｕｉｄｅｂｌａｄｅｅｎｄｕｒｅｓｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｂｅｃａｕｓｅｉｔｉｓｉｍｐａｃｔｅｄｄｉｒｅｃｔｌｙｂｙｔｈｅｅｊｅｃｔｉｎｇｇａｓｆｒｏｍｔｈｅｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｒｏｏｍ．Ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｆｕｅｌｇａｓｉｓｆｌｕｃｔｕａｎｔａｎｄｔｈｅｇｕｉｄｅｂｌａｄｅｓｏｆｔｅｎｃｒａｃｋｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｆａｔｉｇｕｅｓ．Ｓｏ,ｔｈｅｍａｔｅｒｉａ…