单晶叶片高强度薄壁壳型研究

研制成一定定向凝固及单昌叶片用高强度薄壁壳型，壁 厚３－６ｍｍ，壳型工作温度１６００℃。浆料中添加Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ矿化剂可提高壳型的高温强度，通过调节浆料流变性可使厚不均匀得到改善。     

DZ3定向凝固高温合金可铸性的研究

定向凝固高温合金的研究在我国已有十多年的历史,七十年代末期,该项技术在航空发动机上经受了考验。随着发动机涡轮前温度日益提高,已经广泛地采用冷却技术,为此,定向凝固高温材料使用的主要对象是复杂的空心叶片。薄壁空心定向涡轮叶片就是其中一例。 1981年DZ3合金浇注零件时,在薄壁处沿晶出现严重裂纹,研究和改进材料的可铸性成了当务之急。因此,研究裂纹的性质、形成以及影响因素,从而寻求克服的途径,成了定向材料急待解决的问题。国外用添加铪(Hf)来改善合金的可铸性,但随之带来合金成本的增加。为此,研究和发展无铪定向凝固高温合金是颇有意义和引人注目的新途径,本文是这方     

钴基铸造高温合金K6509的研究EI北大核心

K6509合金是本院新研制的钴基高温合金,将主要用于涡轮发动机的导向叶片材料,具有较高的持久性能,适用于铸造复杂型腔的薄壁空心叶片。本文主要介绍了合金的成分特点,主要的物理和力学性能,并与K640,DZ40M合金的力学性能做了对比。     

测定定向柱晶高温合金可铸性的方法

定向柱晶铸造高温合金的应用越来越广,合金的可铸性成为各个公司都十分关心的一个问题,并且提出了合金可铸性的评定标准。 衡量定向凝固柱晶高温合金可铸性的一个重要方面是其产生纵向晶界裂纹的倾向性。对于用作薄壁空心涡轮叶片的合金来说,这是一个重要的参数。美国GE公司制定了一种定向凝固合金可铸性的试验方法和标准,简述如下:     

单晶高温合金拉伸性能薄壁效应及各向异性的影响

制备了一系列单晶高温合金薄壁试样,在650℃和980℃温度条件下,研究了单晶高温合金拉伸性能的薄壁效应,以及各向异性在薄壁效应中的影响作用。研究结果表明,单晶高温合金拉伸性能明显存在有薄壁效应;在其他条件相同的情况下,壁厚较小试样的抗拉强度基本上均小于壁厚较大的试样。单晶的各向异性对薄壁效应具有明显的影响。如果忽略二次取向这一各向异性作用因素,多个壁厚较小试样抗拉强度大于壁厚较大试样,与存在薄壁效应的研究结论相悖。因此,单晶高温合金薄壁效应的研究,需要考虑是否存在二次取向差异。     

含铪铸造高温合金返回料的应用

国内外许多的研究表明:在Ni基铸造高温合金中加入适量的Hf,可以大大改善合金的中温性能,可以大大提高定向凝固合金的横向性能,同时能改善合金的可铸性。这对于复杂的薄壁空心叶片的制造和应用来说,是极其重要的一环。六十年代末期以来,国外先后出现了Mar-M002、PWA1422,Rene125、Mar-M247、Rene80H、Rene150等含Hf的高性能Ni基铸造合金。我国也研制成功K19H、K002、DZ22等     

一种整体叶盘加工预变形控制方法

为解决钛合金整体叶盘薄壁弯扭跨音速叶片叶型制造过程中存在的加工变形大、铣削稳定性差等问题,本文提出了一种整体叶盘加工预变形控制方法。采用叶型三维检测技术获取叶型位置度和扭转角,利用叶型铣削变形误差反向补偿方法控制叶片弯曲及扭转变形。在整体叶盘上进行了实验验证,结果表明该方法可有效提高叶型加工精度和成品合格率,具有技术借鉴价值。     

减小薄壁套加工变形的工艺分析

本文通过对薄壁套加工难点的剖析，指出其所具有的刚性差、装夹困难、易变形等缺陷，并对影响薄壁套变形的原因进行了分析，从装夹力、热变形及振动的分析及改进薄壁套加工方法等不同角度入手，寻求减小薄壁套加工变形的措施和途径，为问类产品及同行们提供可借鉴的工艺途径和分析问题的思路。     

DZ3及其改型定向凝固合金的凝固特性

一、前 言 DZ3是一种已经定型的铸造高温合金,但在生产薄壁空心定向叶片时曾出现严重开裂。为此,对该合金的可铸性进行过研究。通过除去合金中微量元素锆和以铝代替部分钛的方式调整合金的成分有效地提高合金的抗裂性能,而对DZ3合金加入高于1.5％Hf同样也可消除定向空心叶片的热裂纹。为探明这两种措施消除热裂纹的原因,对这三种成分的合金作了凝固特性的研究。     

热声载荷下C/SiC薄壁层合板结构动力学响应计算与寿命分析

高超音速飞行器薄壁结构在工作环境下承受着复杂的高温强噪声载荷，高温会使材料性能发生变化，导致局部区域出现热声疲劳破坏，影响结构的耐久性和完整性。针对此类问题，基于薄壁结构大挠度非线性振动理论，构建热声载荷下四边固支C/SiC薄壁层合板结构的数值仿真模型，并对其进行了动力学响应计算，研究了不同热声载荷组合下的振动响应规律，并采用线性累计损伤理论对结构进行疲劳寿命的预估和分析。结果表明，热声载荷对碳/碳化硅薄壁层合板的非线性响应影响不同，热载荷通过改变结构基频来影响结构非线性响应。四边固支C/SiC薄壁层合板在热声载荷作用下表现出非线性随机振动特性，并且呈现在平衡位置随机振动、随机跳变等多种运动状态，跳变运动给结构造成更大的的损伤更大。     

工业燃气轮机涡轮叶片用铸造高温合金研究及应用进展

工业燃气轮机具有热效率高、污染低等突出优点,成为未来发电机组与大型水面舰船动力的首选设备。铸造高温合金是工业燃气轮机涡轮叶片等热端部件的关键材料,其性能和制备水平在一定程度上决定了先进燃气轮机的功率、效率、寿命等性能。本文重点综述了工业燃气轮机及其涡轮叶片用铸造高温合金材料的研究及应用现状,并对工业燃气轮机涡轮叶片用铸造高温合金及涡轮叶片制造技术的发展趋势进行了展望。未来,先进定向凝固,“材料基因工程”等技术将逐渐应用到工业燃气轮机涡轮叶片用铸造高温合金的研制中;此外,先进工业燃气轮机上定向/单晶高温合金的应用将越来越广泛。     

镍基高温合金焊接修复技术的研究进展

镍基高温合金具有良好的高温抗氧化和抗腐蚀能力,较高的高温强度、蠕变强度和持久强度,以及良好的抗疲劳性能,广泛地用于制造航空发动机和各种工业燃气轮机的热端部件。热端部件在服役过程中由于受磨损、冲击、高温燃气和冷热疲劳等综合作用,易产生热裂纹,致使零件报废。因此,镍基高温合金部件的先进修复技术有着非常广阔的应用前景。文章针对高温合金修复问题进行论述,着重阐述焊接方法在修复技术中的研究进展,主要涉及激光焊、钎焊、摩擦焊和瞬时液相扩散焊等方法。     

定向结晶时高温合金组织控制的工艺前景EI

报道了俄国航空材料研究院(ВИАМ)在定向单晶高温合金组织控制方面的最新研究成果,例如,利用高速定向结晶工艺创造具有单晶组织的宽弦叶片,以及制造前后缘为规定位相的单晶,而在叶身中部为细柱状定向结晶组织的复合组织叶片。这些新工艺提高了材料的工作能力和发动机寿命。     

Microstructural changes in a Ni-base superalloy during service

The microstructural changes were examined for a conventionally cast nickel base superalloy, Mar-M247. In particular, the first and seconnd stage turbine blades in an experimental turbogas power plant were used. TEM observations confirmed significant secondary γ′ precipitation in the mid-blade height of the first stage blade. The formation of dislocation net works in the γ phase was evident in the seconnd stage blades. Coarsening of the primary γ′ precipitates also occurred in the first stage blades. Creep rupture, tensile, and high cycle fatigue tests were performed for the first stage blades and showed no deterioration of the mechanical properties.     

Identification of failure mechanisms in nickel base superalloy turbine blades through microstructural study

Failures in gas turbine blades can occur by various mechanisms that are operative at high temperatures. Most frequent ones are the creep and stress rupture. These mechanisms are strongly dependent on the microstructure of the blades and often, they are facilitated due to microstructural degradation that occurs during service exploitation. The study of these failures, therefore, requires detailed microstructural examination. This paper reports the basic microstructural features in cast nickel base superalloys that control the failure mechanisms in gas turbine blades followed by analysis of two service failures. A methodology has been suggested for effective microstructural analysis of turbine blades after service exposure. It has been shown how systematic microstructural study on the turbine blades can be helpful in establishing engine operating conditions.     

定向凝固涡轮叶片合金DZ22B的研究EI

ＤＺ２２Ｂ合金是在ＤＺ２２合金的基础上改型的定向凝固涡轮叶片合金，其成分特点是仅含１．０％的铪。合金的力学性能水平与美国著名的定向凝固高温合金ＰＷＡ１４２２相当。经长达５０００ｈ的高温曝晒，未发现ＴＣＰ相析出，力学性能基本稳定。合金已用作某涡轴型发动机高压涡轮叶片材料，并投入批量生产。     

Failure analysis of two sets of aircraft blades

This paper describes the methodology employed for the failure analysis of aircraft blades and its application to two premature failed sets. The first one corresponds to the high pressure compressor manufactured in a 718 nickel base superalloy. The failure analysis carried out on this blade points towards foreign object damage (FOD). The second set belongs to the high pressure turbine of another engine. Scanning electron microscopy attributes the first fail to the premature failure by a thermo-mechanical fatigue mechanism of one blade with an inadequate microstructure. The remaining blades of this set, which possess a correct microstructure, failed due to the impacts of the debris generated by the fracture of the first one.     

Dislocation network formation during creep in Ni-base superalloy GTD-111

The Ni-base superalloy GTD-111 is used as a blading material in the first stage blades of high power gas turbines. The creep-rupture properties of the cast superalloy were studied over a wide range of temperatures and stresses. The observations of dislocation structures during steady-state creep confirmed that the creep mechanism was different in the high and low stress regions. The results showed that in the high stress region, shear mechanisms including stacking fault formation and anti-phase boundary creation were operative and in the low stress region, a by-passing mechanism occurred by either looping or dislocation climb and glide. With increasing exposure time in the high-temperature low-stress region, dislocations formed networks at γ–γ′ interfaces, as well as inside γ′ particles. The transition in the mode of dislocation–γ′ precipitate interaction from shearing to by-passing was found to depend on creep conditions (stress and temperature) and microstructural characteristic of the alloy. The present paper provides microstructural evidence by means of transmission electron microscopy for a high temperature by-passing mechanism operating in the superalloy GTD-111.     

DD3单晶合金对开叶片TLP扩散焊工艺探索研究

以我国第一代镍基单晶高温合金DD3为研究对象，采用为DD3合金配制的非晶态箔状中间层合金D1F，对DD3合金瞬间过渡液相扩散焊(TLP扩散焊)接头组织与性能进行了分析，接头高温持久性能达母材性能指标的90％。同时对DD3单晶合金对开叶片扩散焊可行性进行了探索。     

镍基单晶高温合金杂晶缺陷的研究进展

随着单晶涡轮叶片结构的不断优化和高温合金中难熔元素添加量的增大,镍基高温合金单晶叶片在凝固过程中更易出现杂晶、条纹晶、枝晶碎臂、小角度晶界等缺陷。其中,杂晶是单晶叶片制备过程中最常见的一类凝固缺陷,严重影响单晶叶片的成品率。为了减少该类凝固缺陷的产生,提高叶片的成品率,研究镍基单晶高温合金杂晶缺陷的形成机制、影响因素及其控制措施,对提高单晶叶片的服役性能具有重要意义。因此,关于定向凝固过程中杂晶缺陷的形成机制、影响因素及其控制措施的研究,引起了国内外研究者的广泛关注。本文综述了单晶叶片的制备技术,分析了籽晶法和选晶法制备单晶叶片过程中不同位置杂晶的形成机理,分别讨论了选晶段杂晶、籽晶回熔区杂晶、缘板杂晶的影响因素和控制措施,并对未来的研究方向进行了展望。