一种镍基单晶高温合金的热处理工艺研究

研究了一种镍基单晶高温合金的热处理工艺。采用差热分析法和金相测试法确定合金的初熔温度在1280℃左右；利用光学金相显微镜观察了合金在不同固溶处理后的微观组织，测试了合金的持久性能。结果表明，合金的最佳热处理工艺为1245℃／2h，AC＋1275℃／4h，AC＋1100℃／2h，AC＋850℃／24h，AC。采用该工艺处...     

DD8单晶镍基高温合金热处理制度研究

研究了热处理工艺对ＤＤ８单晶高温合金组织及性能的影响，结果表明，经过１１００℃／８ｈＡ．Ｃ．＋１２４０℃／４ｈＡ．Ｃ．＋１０９０℃／２ｈＡ．Ｃ．＋８５０℃／２４ｈＡ．Ｃ的４级处理明显改善了ＤＤ８单晶合金元素的枝晶偏析，合金中γ相获最佳含量并形成适当尺寸配合，合金获得理想的综合性能。     

热处理工艺对SRR99镍基单晶高温合金组织和性能的影响

研究不同固溶处理温度和时效处理温度对SRR99镍基单晶高温合金的微观组织和持久性能的影响。利用扫描电镜和光学金相显微镜对显微组织进行表征和分析,利用GWT304常载拉伸蠕变试验机测试其持久性能。结果表明:随着一次时效温度的提高,二次γ′相尺寸逐渐增大,γ′相体积分数先增加后降低;随着固溶温度的提高,合金中残余共晶含量减少,偏析逐渐降低,在1050℃/150MPa条件下,合金的持久寿命呈现先增加后降低的趋势。     

镍基单晶高温合金固溶处理制度的研究进展

单晶涡轮叶片是航空发动机的关键热端部件,需要在高温和高腐蚀的环境下长时服役,这就需要单晶涡轮叶片具有优异的高温力学性能、较高的抗氧化和抗腐蚀性能,而镍基单晶高温合金作为航空发动机涡轮叶片的首选材料,近几十年来一直受到研究者的关注。为进一步提高先进镍基高温合金的承温能力,需不断提高先进镍基单晶高温合金中难熔元素(例如Re和W)的含量。同时,铸态镍基单晶高温合金中存在成分不均匀(严重的显微偏析)和组织不均匀(大量的枝晶间析出物)的缺陷,这种成分和组织的不均匀性如果不能被高温固溶处理消除,则将显著恶化单晶高温合金的力学性能与长时服役性能。因此,有必要探索适用于先进镍基单晶高温合金的固溶处理工艺。固溶处理工艺的发展可以分为两个阶段。第一阶段:第一代单晶高温合金,由于合金中不含Re元素,合金只需要在γ'回溶温度和初熔温度之间保温较短的时间即可实现合金组织和成分的均匀化。第二阶段:从第二代单晶高温合金开始,合金中难熔元素(尤其是Re元素)的含量不断增加,合金的成分均匀化难度显著增大,即固溶温度显著升高、固溶时间显著延长。因此,先进镍基单晶高温合金固溶处理工艺的研究重点从关注合金中各相的溶解温度和合金的初熔温度转变为合金中各元素的均匀化程度。大量的研究结果表明,低温段固溶的目的是通过固态相变的方式消除枝晶间析出物,而高温段固溶的目的是通过固相扩散的方式消除或降低合金元素的显微偏析。随着单晶高温合金的发展,先进单晶高温合金中难熔元素(例如Re和W)的含量显著提高,一方面,难熔合金元素在Ni中具有较低的互扩散系数;另一方面,难熔元素在铸态单晶高温合金中的显微偏析程度较高。因此对于先进镍基单晶高温合金,实现元素均匀化和制定合理的固溶处理工艺的难度显著提高。同时,单晶高温合金的相变温度也受到固溶处理工艺的影响。本文归纳总结了单晶高温合金固溶处理制度的研究进展,详细介绍了第二代和第三代镍基单晶高温合金的固溶处理制度,阐述了固溶处理对显微组织和成分分布的影响规律,对比了单晶高温合金传统的台阶式升温固溶处理工艺和新型的连续升温固溶处理工艺,并对重熔固溶处理工艺进行了介绍。     

一种镍基单晶高温合金的表面再结晶研究

采用X射线衍射、金相及扫描电镜,研究了一种镍基单晶高温合金再结晶的产生以及再结晶层的组织变化。结果表明在铸态γ'相溶解温度以下,再结晶是以不连续有胞状形式发生的;在此温度以上,再结晶主要形成结晶晶粒。进一步提高温度,再结晶晶粒聚集长大,再结晶层以连续的方式向内生长。铸态γ'相的溶解是形成再结晶晶粒的重要条件。     

一种镍基单晶合金高温长期时效后的组织与力学性能

研究了高温长期时效对一种镍基单晶合金组织和在1010℃/248MPa条件下的持久性能的影响.结果表明:950℃时效500h以前,合金的持久性能变化不大,时效1000h后合金的持久性能大幅度降低,1050℃时效100h后,合金的持久性能便开始明显下降,持久性能降低的原因是γ′相尺寸的增大及形状不规整.合金在950℃时效500h和1050℃时效100h后,γ′相开始沿不同的[100]方向长大,γ/γ′相界面能和弹性应变能的降低是γ′相长大的驱动力.     

含Ru铸造镍基高温合金的显微组织

研究了3%（质量分数）Ru对低Cr高W铸造镍基高温合金的影响。对比分析了含Ru和无Ru合金的铸态，1260℃/4h，1260℃/4h 1280℃/4h，1260℃/4h 1300℃/4h固溶热处理和1260℃/4h， 1100℃/100h热暴露试验得到的显微组织。结果表明：Ru的加入不会改变合金中析出相的种类，但会影响γ'相和M6C碳化物的稳定性，使γ'的固溶温度大约降低10℃，并使合金在1100℃下有较强的γ'筏排化倾向。Ru明显抑制合金中初生和次生M6C碳化物的析出，有利于稳定高温合金的显微组织。     

细晶铸造K 403合金热处理工艺的研究

研究了固溶处理温度对细晶铸造K403合金的组织和性能的影响,最科确定热等静压后合适的热处理制度为：1180^ 10℃/4h 980℃/6h     

镍基单晶高温合金研究进展

单晶高温合金因具有较高的高温强度、优异的蠕变与疲劳抗力以及良好的抗氧化性、抗热腐蚀性、组织稳定性和使用可靠性,广泛应用于涡轮发动机等先进动力推进系统涡轮叶片等部件。由于采用定向凝固工艺消除了晶界,单晶高温合金明显减少了降低熔点的晶界强化元素,提高了合金的初熔温度,能够在较高温度范围进行固溶和时效处理,其高温强度比等轴晶和定向柱晶高温合金也大幅度提高。经过几十年的发展,单晶高温合金已经在合金设计方法、组织结构与力学性能关系、纯净化冶炼工艺和定向凝固工艺等方面取得了重要进展。从单晶高温合金成分特点、合金元素作用、强化机理、力学性能各向异性、凝固过程及缺陷控制、单晶制备工艺等方面,简要介绍了单晶高温合金的主要研究进展。     

镍基单晶高温合金Larson-Miller曲线的预测

提出了一种预测镍基单晶高温合金Ｌａｒｓｏｎ－Ｍｉｌｌｅｒ曲线的新方法,应用于现有镍基单晶高温合金的Ｌａｒｓｏｎ－Ｍｉｌｌｅｒ曲线的预测。对预测的结果与试验结果进行了比较,证明该方法能够准确地预测镍基单晶高温合金的Ｌａｒｓｏｎ－Ｍｉｌｌｅｒ曲线。     

Anisotropic Creep Rupture Properties of a Nickel-base Single Crystal Superalloy at High Temperature

The creep rupture properties of a single crystal superalloy were tested at 975℃/255 MPa as a function of the deviation degrees from [001].The misorientation of the specimens away from [001] distributed approximately along a line between [001]-[011] and [001]-[111] boundaries in the triangle of the stereographic projection.Creep rupture lifetimes of the specimens were not sensitive to the misorientation until the deviation degree exceeded ～30 deg.Two steps of lattice rotation were found in all specimens during creep,first towards the [001]-[111] boundary,and then to [001] or [111] along the boundary.Single slip and strong asymmetric deformation were observed during the first stage of lattice rotation in specimens with large misorientation.The rotation mechanism was associated with the activated slip systems according to the calculated Schmid factors.The impact of lattice rotation on the rupture properties was also discussed.     

铸态DD5单晶在热处理过程中的组织转变规律

目的对DD5单晶组织进行热处理制度,分析在热处理各阶段下DD5单晶组织尺寸及转变的规律。方法采用热处理制度,对铸态DD5镍基单晶高温合金分别进行固溶(1300℃,保温2 h,空冷)、一次时效(1120℃,保温4 h,空冷)、二次时效(1080℃,保温4 h,空冷)热处理工艺,对比分析各热处理工艺下DD5单晶的组织特征,研究热处理制度下DD5单晶组织转变的规律。结果在固溶和时效处理下,DD5单晶显微组织呈十字形枝晶样貌,组织中的γ′相有一定程度的长大,枝干和枝间的形态、尺寸逐步接近,最后γ′相形貌演变为规则立方状。结论随着各个阶段热处理制度的逐步完成,γ′相的有序性和立方度逐步提高,并与基体相γ保持高度共格关系,γ+γ′共晶组织和枝晶间析出的粗大γ′相逐渐扩散溶解。     

低成本的第二代单晶高温合金DD398

介绍了低成本的第二代单晶合金ＤＤ３９８,该合金综合性能优良,其１００ｈ持久强度的承温能力比第一代单晶合金ＤＤ３提高３０℃,而拉伸性能、持久性能、抗氧化和抗热腐蚀性能达到了国外广泛应用的第二代单晶合金的性能水平。ＤＤ３９８合金组织稳定,单晶工艺性能良好,且具有低成本的优势。     

单晶高温合金DD6拉伸性能各向异性

研究了[001],[011],[111]取向第二代单晶高温合金DD6的拉伸性能与断口组织。结果表明:DD6单晶高温合金存在拉伸各向异性,850℃以上[001]取向DD6单晶高温合金的抗拉强度与屈服强度分别高于[011],[111]取向合金的强度,[001],[011],[111]取向DD6单晶高温合金的拉伸断口具有类解理断裂与韧窝断裂的特征。     

Transient Liquid Phase Bonding of Ni—base Single Crystal Superalloy

The Ni-base single crystal superalloy was bonded by the transient liquid phase(TLP) bonding,using a Ni-base flexible metal cloth as an insert alloy.TLP bonding of superalloy was carried out at 1473-1523K for 0.5-24h in vacuum.The [001] orientation of each test specimen was aligned perpendicular to the joint interface.The bonded region was observed by optical microscopy, and the microstructural and compositional analyses across the bonded interlayer were performed by using a scanning electron microscopy(SEM) .The electron back scattering diffraction(EBSD) method was applied to determine the crystallographic orientation.The resultsindicated that the chemical homogeneity across the bonded region can be achieved,and γˊphase both in the bonded interlayer and in the superalloy substrate is almost identical,while the bonded interlayer had almost matched the crystallographic orientation of the bonded substrates.     

具有良好综合性能的DD2单晶高温合金

DD2单晶高温合金是具有良好综合性能的第一代单晶高温合金。该合金具有高的抗氧化性能、瞬时拉伸及持久性能 ,尤其是在 85 0℃和 90 0℃下经过 10 0 0～ 30 0 0 h长期时效后 ,无任何 TCP相产生 ,仍能保持良好的高温持久性能。     

DD32单晶高温合金过渡液相扩散连接

为了提高DD32单晶高温合金过渡液相(TLP)扩散焊接头的力学性能,采用扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)研究接头微观组织,TLP扩散焊过程中基体组织的变化,以及持久过程中基体组织的变化。结果表明,接头由连接区和基体区所组成,未发现明显的扩散区特征。连接区由等温凝固区和残余液相区组成。TLP扩散焊过程对基体组织有重要影响,接头需进行焊后热处理。此外,在持久过程中基体内产生了N型筏。控制TLP扩散焊接头内晶界的形成,可以有效提高接头力学性能。