一种GH4169G合金的组织与蠕变行为

通过对等温锻造GH4169G合金进行直接时效处理、蠕变性能测试和组织形貌观察,研究了GH4169G合金的组织结构及蠕变行为。结果表明:经等温锻造和直接时效后,GH4169G合金晶粒具有不均匀特征,且在晶内存在孪晶,并有粒状δ相在晶内及沿晶界不连续析出,可改善晶界的结合强度。经不同条件蠕变性能测试后,根据稳态蠕变期间的应变速率,测定出合金在稳态期间的蠕变激活能和应力指数分别为Q=532.7 kJ/mol和n=12.1。合金在蠕变期间的变形特征是不同取向的孪晶变形和位错滑移,随蠕变进行,形变位错密度增加,且在晶界附近发生位错堆积,并产生应力集中,致使微裂纹在晶界处萌生及扩展,直至蠕变后期发生沿晶断裂。     

热连轧对GH4169合金蠕变行为的影响

通过对等温锻造和热连轧工艺制备的GH4169合金进行直接时效、蠕变性能测试和组织形貌观察,研究热连轧对GH4169合金组织结构及蠕变行为的影响.结果表明:与等温锻造合金相比,经热连轧后合金的晶粒尺寸较小,在等温锻造期间的变形特征仅为孪晶形变,而合金在热连轧期间除产生孪晶外,在孪晶中还存在位错的双取向滑移;采用不同工艺制备的合金均在{111}面上发生孪晶变形.在蠕变期间,热连轧期间形成的位错可促进孪晶内发生位错的不同取向滑移,减缓应力集中,提高合金蠕变抗力,致使合金在660℃、700 MPa条件下具有较长蠕变寿命.     

长期时效对GH4169合金动态拉伸变形行为的影响

研究了长期时效对GH4169合金的显微组织和动态拉伸性能及变形行为的影响规律及机制.结果表明,应变速率为10¹—10² s^-1时,合金强度受时效时间影响显著,断裂延伸率随时效时间的延长呈降低趋势,在时效500 h后基本保持不变;高应变速率(10³ s^-1)条件下,长期时效对合金强度无明显影响,而断裂延伸率受时效时间的影响显著,长期时效造成的合金塑性劣化现象提前发生.高应变速率变形过程中,位错运动受阻来不及释放,在时效0—1000 h范围内,合金未出现强化相峰值尺寸效应,强度受时效时间的影响并不明显.长期时效后GH4169合金晶界δ相附近无析出带的产生,导致动态载荷下晶界塑性变形的协调能力降低,应变速率为10³ s^-1时,合金塑性在短时间时效后迅速下降.     

制备工艺对GH4169合金组织结构与蠕变行为的影响

通过对等温锻造和热连轧工艺制备的GH4169合金进行蠕变性能测试和组织形貌观察,研究制备工艺对GH4169合金组织结构及蠕变行为的影响.结果表明:在热连轧期间,合金发生孪晶变形和位错滑移;与等温锻造相比,热连轧合金中的高密度位错具有形变强化的作用,可提高合金的蠕变抗力.在蠕变期间,等温锻造合金仅发生孪晶变形,而热连轧合金的变形机制是孪晶和位错滑移,其中,合金在热连轧期间形成的高密度位错可诱发蠕变位错发生单取向或多取向滑移,可减缓应力集中,抑制或延缓裂纹在晶界处萌生是使该合金具有较长蠕变寿命的主要原因.蠕变后期,裂纹在与应力轴垂直的晶界处萌生,并沿晶界扩展、发生解理断裂是2种工艺制备合金的蠕变断裂机制.     

不同热处理工艺对GH4169合金组织及性能的影响

研究了3种不同热处理工艺对GH4169合金组织和性能的影响。结果表明,3种热处理对晶粒大小没有明显影响,而主要改变δ相的析出量以及分布。通过HST处理后在晶界以及晶内可获得较多的δ相;通过DA处理的组织晶界处较平滑,几乎没有δ相析出;而通过ST处理的δ相主要析出于晶界,数量介于两者之间。在650℃,725MPa的蠕变条件下,通过DA处理可获得更长的蠕变寿命和断裂延伸率,而ST处理后的合金寿命最短。对合金蠕变后的试样观察发现:δ相的数量、分布对合金蠕变性能有着重要的影响。     

GH4169合金锻件的混晶组织

用光学金相和X射线衍射分析方法对GH4169合金锻件产生混晶组织的原因进行了分析。结果表明,试验所用GH4169合金锻件出现混晶组织，是由于终最温度过低,每次变形程度又较小，因而动态再结晶不能充分进行引起的。上述原因形成的混晶组织可通过适当的再结晶热处理消除，再结晶处理温度以略低于δ相开始溶解温度为宜。     

基于神经网络长期时效下GH4169合金动态拉伸行为研究

基于BP神经网络的方法,建立了长期时效下GH4169合金动态拉伸行为研究的神经网络模型.实验表明,在应变速率为101、102s-1时,GH4169合金的力学性能受时效时间影响显著,在应变速率为103 s-1时,时效时间对其力学性能无明显影响.采用BP神经网络模型的预测结果与真实实验测试结果吻合度很高,绝对误差比大多为1％～2％,采用BP神经网络的方法是切实可行的.     

热处理对热连轧GH4169合金蠕变性能的影响

通过对热连轧（HCR）GH4169合金进行不同工艺热处理、蠕变性能测试和组织形貌观察,研究了热处理工艺对HCR合金组织与蠕变性能的影响。结果表明：热连轧合金中晶粒细小,具有明显的孪晶特征;HCR合金经直接时效后,大量细小γ＂相在晶内弥散析出,可提高合金的蠕变抗力,在660℃、700 MPa条件下,使合金的蠕变寿命由60 h提高到126 h;经长期时效处理后,合金中的晶粒尺寸和γ＂相略有长大,同时有NbC、Cr7C3碳化物在晶内析出。在蠕变过程中,HCR合金的变形特征是孪晶变形及孪晶内发生位错的双取向滑移;DA合金与LTA合金具有相近的蠕变寿命,其变形特征仍然是孪晶变形和晶内的位错滑移。     

长期时效对GH4169合金组织与性能的影响

分析了GH4169合金经960 ℃×1 h+720 ℃×8 h+620 ℃×8 h标准热处理后再经650 ℃长期时效(100~4000 h)后的组织演变规律和力学性能,探究合金在长期时效过程中的组织演变与力学性能变化之间的关系。结果表明:合金在650 ℃时效100~800 h时,晶内会持续析出较多细小γ″、γ′相,晶界处伴有δ相析出,合金的硬度呈上升趋势;时效1600~2400 h时,γ″、γ′相逐渐长大,δ相逐渐粗化并且周围出现贫γ″区,合金硬度上升趋缓;时效3200~4000 h时,γ″、γ′相粗化明显且晶内大量γ″相转变为δ相,合金的硬度下降。长期时效过程中合金的抗拉强度及屈服强度变化规律与硬度一致,塑性呈现不断下降的趋势。     

GH4169合金的冷变形行为

通过室温压缩试验、数学模型拟合、光学显微镜(OM)、电子背散射衍射(EBSD)和显微硬度等手段,建立GH4169合金冷变形本构方程,研究了冷变形量及应变速率对GH4169合金组织和性能的影响。结果表明,GH4169合金冷变形加工硬化规律基本符合Hollomon方程,其中应变速率对加工硬化影响较小,变形量是影响加工硬化的主要因素;随着变形量的增大,晶粒的变形程度增大,晶粒内部的小角度晶界随着变形量的增大逐渐增多,并有部分向大角度晶界转化;合金的显微硬度也随着变形量的增大而逐渐增大。     

热处理对油气钻采用GH4169合金组织性能及耐蚀性的影响

采用扫描电镜(SEM)、电化学极化曲线、阻抗谱测试、力学性能测试等研究了热处理对油气钻采用GH4169合金组织性能及耐蚀性的影响.结果 表明:固溶温度显著影响合金的晶粒组织,热处理主要改变合金的阳极反应过程;由于δ相和γ'/γ'相与基体间化学成分的差别造成了电位差异,以及相界面的共格/共格畸变能等,导致在极化电流条件...     

微量元素碳对GH4169合金性能的影响

采用JMatPro V7.0软件对不同碳含量的GH4169合金性能进行计算,研究微量元素碳对GH4169合金力学性能及蠕变性能的影响。结果表明:碳含量对γ″相含量有显著影响,随着碳元素含量的增加,γ″相含量先降低至碳含量为0.01%处再上升,当碳含量为0.02%时,γ″相含量开始降低至碳含量为0.05%处再上升;随碳元素含量的增加,室温屈服强度先减小至碳含量为0.01%处后增加,当碳含量为0.02%时,室温屈服强度开始降低后上升,在碳含量为0.05%处,出现极小值;蠕变速率的变化趋势与室温屈服强度相反,随碳含量的增加,蠕变速率在碳含量小于0.02%时先增大再减小,当碳含量高于0.02%时,仍然呈先增大后减小的趋势,极大值出现于碳含量为0.05%处,此时持久寿命较短,蠕变性能不佳;杨氏模量随着碳含量的增加呈现上升趋势。     

热处理制度对GH4169G合金微观组织与蠕变性能的影响

对等温锻造GH4169G合金进行不同条件热处理和蠕变性能测试,研究热处理制度对合金组织与蠕变性能的影响。结果表明:经直接时效和标准热处理后,ITF-GH4169G合金中的δ相具有粒状或针状形态,其中,标准热处理期间合金中元素Fe和Cr富集于近晶界区域。与标准热处理合金相比,直接时效态合金在蠕变期间晶内发生位错的单取向或双取向滑移,可减缓应力集中、延迟裂纹的萌生与扩展。而标准热处理态合金中形成的针状δ相可削弱晶界的结合强度,并促使晶界处发生裂纹的萌生与扩展。     

化学成分对GH4169合金组织与力学性能的影响

针对不同Nb、Al、Ti含量的GH4169合金,对其进行固溶时效热处理,研究微观组织与拉伸性能的变化规律。研究表明,一定的Al/Ti和(Al+Ti)/Nb值下,随Nb含量增加,δ相含量增加,并且具有较好的高温稳定性,高温固溶可有效阻止晶粒的长大,主要通过稳定的δ相来保证合金的细晶强化。当Al/Ti与(Al+Ti)/Nb比值较低时,时效后γ″、γ'含量有所降低,γ″相形貌由唇状变为圆盘或芝麻粒状,其中Nb元素主要形成δ相。力学性能表明,Al/Ti和(Al+Ti)/Nb值一定时,拉伸强度主要受晶粒尺寸影响,而δ相含量影响较小。但当Al/Ti与(Al+Ti)/Nb比值较低时,由于强化相γ″和γ'数量与形貌的变化,拉伸力学性能显著降低,其微观硬度也随拉伸强度的降低而降低。     

变形对镍基高温合金GH4169长期时效过程的影响

对镍基高温合金GH4169进行长期时效实验,分析变形、温度和时间等因素对合金性能的影响,同时对不同状态下时效的合金进行微观分析对比.结果表明:适当的变形有利于抑制TCP相的析出,对提高合金性能有利,合金在40％变形后进行750℃保温50h时效,处理效果最佳,此时晶内析出颗粒尺寸适中及细小弥散分布的强化相γ',强化了材料的力学性能.     

热处理工艺对GH4169高温合金锻件组织与力学性能的影响

分析了固溶和时效热处理工艺对GH4169高温合金锻件组织和室温拉伸性能的影响.结果表明,锻件固溶加热时间过长或重复固溶将降低室温拉伸性能.锻件经正常时效后,强化相已充分析出,延长620℃保温时间还可补充析出少量强化相,使强度提高.δ相的形态和数量影响锻件的室温拉伸性能,尤其影响合金的屈服强度.固溶热处理加热过程对锻件组...     

GH4169合金的冷变形行为研究

采用TEM、SEM、OM等方法研究了固溶态GH4169合金的冷变形行为.结果 表明:合金冷变形机制主要为位错的滑移和孪生,合金晶粒被逐渐拉长、晶界转动、变形带增加、晶界面积增加、晶粒细化、部分晶粒被分割.合金δ相的析出量随着形变量的增加而增加,δ相形态和分布由原始的粗针状晶界晶内分布不均变为细针状,分布更为均匀.影响合...     

GH4169、GH4169plus和GH4738高温合金组织稳定性

为了获得不同沉淀硬化相作用的高温合金在高温长期时效过程中的组织稳定性的对比规律,对3种应用最为广泛的高温合金GH4169、GH4169plus、GH4738经720℃时效后的显微组织和硬度变化进行了对比分析。结果表明,合金的组织稳定性与晶界相和弥散强化相有关,晶界碳化物较晶界δ相稳定,γ'相较γ″相有更好的稳定性,但同为γ'相,组织稳定性还与其和基体的错配度有关。对比3种合金,随时效时间的延长,GH4169plus合金的稳定性稍次于GH4738合金,但要优于GH4169合金。     

GH4169合金的高温变形行为

通过高温拉伸实验对GH4169合金的加工硬化特性进行了研究,采用扫描电镜观察其断口处的组织形貌,分析了δ相对GH4169合金塑性变形的影响。结果表明,GH4169合金加工硬化规律基本遵循Hollomon公式;合金在不同热处理制度(固溶处理、时效2 h、时效5 h、时效32 h)下的应变硬化指数n分别为0.274、0.391、0.423和0.468;δ相的析出提高了合金的抗拉强度和屈服极限,而塑性表现为先上升后下降。     

时效工艺对GH4169合金弹簧丝微观组织及力学性能的影响

镍基高温合金制弹簧构件在航空航天和核电领域被广泛使用.研究了时效工艺对GH4169合金弹簧丝的微观组织结构以及室温和高温下的力学性能的影响.结果 表明,随着时效温度的升高,碳化物的含量和γ相的尺寸逐渐增加.合金经670℃×8 h,以50℃/h速率冷却至570℃,8 h AC时效后GH4169合金弹簧丝剪切强度可以达到...