晶界相对高温合金中高温塑性的影响

采用晶界萃取碳复型技术研究了不同强化程度的铁基、镍基高温合金晶界析出相随成分和晶粒度的变化规律及其对中高温塑性的影响。结果表明：合金的中高温拉伸塑性的高低主要取决于晶界析出相的种类、形貌、密度和分布等因素；随晶粒长大合金中高温塑性降低的主要原因是晶界相的析出量增多、分布密度增大而使之脆化所致。单纯晶粒几何尺寸的变化对拉伸塑性影响不明显。     

晶界相对高温合金中高温塑性的影响

采用晶界萃取碳复型技术研究了不同强化强度的铁基，镍基高温合金晶界析出相随成分和晶粒度的变化规律及其对中高温塑性的影响，结果表明，合金的中高温拉伸塑性的高低主要取决于晶界析出相的种，形貌，密度和分布等因素，随晶粒长大合金中高温塑性降低的主要原因是晶界相的析出量增多、分布密度增大而使之脆化所致，单纯晶粒几何尺寸的变化对拉伸塑性影响不明显。     

非平衡晶界偏聚理论在INCONEL 718合金研究中的应用

评述了国际上将溶质晶界偏聚领域的最新研究成果－非平衡晶界偏聚理论，用于INCONEL718合金研究中所取得的最新进展。     

Inconel 600及Inconel 718合金晶界偏聚研究进展

高温合金中的溶质晶界偏聚是影响合金多方面性能的重要因素.以高温合金Inconel 600和Inconel718为研究对象,总结了合金中溶质晶界偏聚的研究现状,并对已有的研究成果进行了深入分析,结果发现:溶质在Inconel 600合金中的偏聚规律对舍金性能的影响还需要进一步研究晶界偏聚特性、基本物理参量以及晶间腐蚀抗力的作用;溶质在Inconel 718合金中的晶界偏聚对合金性能的影响依然有待于进一步研究其作用机理、偏聚动力学和共偏聚特性.同时,指出今后高温合金中溶质晶界偏聚的研究方向为溶质晶界偏聚动力学以及溶质问晶界共偏聚行为.     

镍基单晶高温合金小角度晶界的形成机制、影响因素与控制措施

镍基单晶高温合金被广泛用于制备先进航空发动机及工业燃气轮机的关键热端部件,随着铸件结构的复杂化和大型化以及合金中难熔元素的增多,凝固缺陷的形成倾向增大。其中,小角度晶界是定向凝固制备单晶高温合金铸件过程中经常出现的一类缺陷,它会破坏单晶的完整性,一旦超过容限就会对铸件的力学性能造成恶劣影响,随着单晶高温合金服役温度的不断提高,小角度晶界对性能的损害会更为严重。因此,小角度晶界日益成为镍基单晶高温合金发展和应用中需要解决的重要课题,受到国内外研究者的广泛关注。单晶中的小角度晶界与传统意义上的小角度晶界有所不同,是指相邻枝晶间的取向偏离。研究者们在不同晶界偏离角及不同温度条件下就小角度晶界对合金持久性能、蠕变性能及疲劳性能的影响进行了研究,结果发现:当偏离角较小时,小角度晶界对合金性能的影响并不明显,但是随着偏离角的增大及温度的升高,合金的性能均会降低。为了探寻有效的预防和控制措施,研究者们就小角度晶界的形成机制及影响因素进行了研究。关于小角度晶界的形成机制,被大家普遍认同的观点是:枝晶在分枝生长过程中发生了塑性变形,从而导致了枝晶的取向偏离,当枝晶再次汇聚时就会产生小角度晶界。但是,关于枝晶变形的原因则没有一致看法。另外,关于小角度晶界影响因素的研究还不是很系统,主要集中在合金成分及晶界强化元素、凝固参数及取向、铸件尺寸等方面。镍基单晶高温合金中的小角度晶界归根结底是由枝晶的取向偏离导致的,而取向偏离的影响因素复杂,因此小角度晶界的出现很难完全避免。目前,主要通过取向控制以减少小角度晶界的产生,并通过晶界强化以提高合金对小角度晶界的容限。本文阐明了单晶高温合金中的小角度晶界的概念,总结了小角度晶界对合金力学性能的影响,综述了小角度晶界形成机制的研究进展,分析了合金元素、微量元素、凝固条件和铸件结构等因素对小角度晶界形成的影响,在此基础上,提出了减少小角度晶界的措施和强化晶界的途径,最后就未来的研究方向进行了展望。     

小角度晶界对单晶高温合金DD6拉伸性能的影响

采用两个籽晶制备了第二代单晶高温合金DD6小角度晶界试样,在800,850,900,950℃的条件下,进行了拉伸实验研究.结果表明:小角度晶界对合金仲长率有显著影响;在850℃,小角度晶界试样具有最大的伸长率:高于850℃,随着温度的升高小角度晶界试样伸长率具有明显下降倾向.小角度晶界对合金抗拉强度的影响较小;除角度大于约9°的小角度晶界外,相同实验温度条件下小角度晶界试样的抗拉强度大致相当.随着温度的升高和晶界角度的增大,小角度晶界强度降低而成为相对较为薄弱部位,从而导致拉伸性能的降低.     

高性能镍基粉末高温合金中γ′相形态致锯齿晶界形成机理研究

采用光学显微镜、场发射扫描电子显微镜和透射电子显微镜,系统研究了低错配度的第三代高性能粉末高温合金(FGH98I)在热处理条件下由合金晶界上γ′相不同析出行为造成的锯齿晶界。结果表明:在晶界上析出γ′相形态不同是锯齿晶界形成的主导因素。热处理时固溶冷却速率不同,晶界上析出的γ′相数量、尺寸和形态不同,对晶界锯齿形状有强烈影响。当冷却速率由0.1℃/s增大至10.8℃/s时,晶界锯齿振幅由4.02μm变为0.63μm,锯齿的波长则随冷却速率增大而变大。γ′相形态失稳的不同形状和尺寸是造成晶界锯齿振幅大小的主要因素。晶界两侧分布着不同密度的γ′相颗粒,也可使晶界发生位移形成波浪式小振幅锯齿晶界。根据实验结果,提出了有关锯齿晶界的形成模式。     

镁微合金化对GH2036合金晶界沉淀的影响

采用电镜技术对镁ＧＨ２０３６合金晶界相进行了研究。结果表明，适量镁对晶界ＭＣ等相有细化，球化，还可促进块太ＭＣ向颗粒Ｍ２３Ｃ６转化，使合金晶界强化，从而显著提高持久寿命。     

微量Hf对大角度晶界含Re双晶合金高温持久性能的影响

采用籽晶法制备含有大角度晶界(约20°)的双晶试板,通过分析不同Hf含量(质量分数:0%,0.4%)的含Re合金晶界处析出相、γ/γ′组织、晶界成分及1100℃/100MPa横向持久性能,研究Hf对晶界组织及高温力学性能的影响。结果表明:Hf显著提高了铸态合金大角度晶界处共晶和碳化物体积分数;热处理后,Hf显著抑制了晶界胞状再结晶组织的形成,含Hf合金的1100℃/100MPa横向持久寿命均显著提高。晶界持久性能与晶界析出相种类、形貌、含量和成分密切相关,而Hf元素在晶界未发现显著的偏聚。本研究对先进镍基单晶合金中晶界缺陷的评价及Hf元素晶界强化作用机制的认识具有一定的指导意义。     

Al-Mg合金的晶界内耗

研究了退火、淬火状态下 Al-Mg 合金的晶界内耗。实验表明,随 Mg 含量的增加,晶界内耗峰的峰宽和弛豫强度单调下降,峰位开始移向高温,后又移向低温;高温淬火处理能压低 Al-2.4wt-%Mg的晶界峰,但对其它低 Mg 含量试样不敏感,一定温度的保温能使压低的晶界峰回升。     

带有扭转小角度晶界DD6单晶高温合金的横向持久性能EI北大核心

在980℃/250MPa条件下,研究了DD6单晶高温合金扭转小角度晶界的横向持久性能。结果表明,0~4.0°晶界试样与[001]取向试样的持久寿命相近,表明DD6单晶高温合金的横向持久性能优异;4.0°晶界试样持久断裂不为沿晶断裂;随着晶界角度的进一步增大,合金的横向持久性能明显下降,断裂方式为沿晶断裂。     

高温退火Fe-Cr基减振合金的阻尼性能与晶界析出相

对1473K退火的Fe-Cr-2Al-Si，Fe-Cr-Al,Fe-Cr-Si以及Fe-Cr-Al-Si(L)等Fe-Cr基减振合金的阻尼性能和晶界析出相进行了研究。结果表明，这些合金中所析出的晶界相均由Cr和Fe两种元素构成，并且合金的阻尼性能与这种晶界相析出量的多少以及晶界相中Cr含量的高低存在对应关系。Fe-Cr-2Al-Si合金中晶界相的析出量最少且Cr含量最低，这种合金的阻尼性能最好；Fe-Cr-Al-Si(L)合口中晶界相的析出量最多且Cr含量最高，该合金的阻尼性能最差；Fe-Cr-Al和Fe-Cr-Si两种合金的晶界析出相中的Cr含量十分接近，但前者晶界相的析出量明显低于后者，前者的阻尼性能亦明显好于后者。     

DZ40M钴基合金的高温内氧化现象

观察了DZ40M钴基合金在99～1100℃下，经不同时间空气氧化后的内部组织，发现该合金在各曝露温度下均产生了内氧化区，该区靠近外氧化层处主要是Cr的内氧化而离外氧化层较远处主要是Al的内氧化，且随着温度的提高，内氧化物由颗粒状向外状过渡。另外，温度越高，氧化越深入，外氧化层越易开裂和剥落。     

ODS高温合金

本文简要地概述了ODS高温合金的发展状况、生产工艺、组织与性能特点及应用前景等.     

单晶高温合金DD6的中温横向持久性能

在800,850,900℃的温度条件下,对第二代单晶高温合金DD6的横向持久性能进行了研究.结果表明:与相同条件下的纵向即[001]取向持久性能相比,合金横向持久寿命低于纵向持久寿命.在相对较高温度下,合金横向与纵向的持久寿命在数值上相差较小;在相对较低温度下,合金横向持久寿命明显低于纵向.随着实验温度的升高,扩散蠕变作用增强,韧窝断裂的倾向增加,同时枝晶间和枝晶干变形均匀,横向持久性能相对提高而接近于纵向持久性能.垂直于应力轴的一次枝晶界和枝晶间区域的存在,是横向持久性能低于[001]取向的主要原因.     

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。     

基于不同原始组织预设变形第四代单晶高温合金的再结晶行为

第四代单晶高温合金标准热处理试样和铸态试样压痕后分别在1100,1150,1200,1250,1300℃和1340℃退火处理,采用光学显微镜、扫描电镜、电子背散射仪研究不同条件的再结晶组织。结果表明:1100,1150,1200℃退火处理后,标准热处理试样和铸态试样都出现胞状再结晶。1250℃退火处理后,标准热处理试样和铸态试样都为混合再结晶。1300℃退火处理后,标准热处理试样再结晶组织全部为等轴再结晶,而铸态试样仍为混合再结晶。1340℃退火处理后,标准热处理试样和铸态试样都形成了等轴再结晶。随着退火温度升高,标准热处理试样和铸态试样的再结晶层深度明显增加,标准热处理试样再结晶深度明显大于铸态试样,相同条件下标准热处理试样的再结晶晶粒更容易长大。再结晶与基体的界面为小角度晶界、大角度晶界,而再结晶晶粒之间为小角度晶界、大角度晶界和孪晶界。孪晶在单晶高温合金再结晶的过程中发挥了重要作用。