时效对GH4090合金弹簧丝微观结构及力学性能的影响

为制备高强度耐高温的高温合金弹簧,以固溶冷拉的GH4090高温合金弹簧丝为母材,在550～750℃范围内进行了时效处理。研究了时效工艺对GH4090高温合金弹簧丝的微观组织结构的影响,分析了γ′强化相对其纯扭力学性能的影响。结果表明,当时效温度在650℃以下时,随着时效温度的升高,γ′相的含量增加,但尺寸变化不大,室温抗扭强度提升。当时效温度大于650℃时,γ′相明显粗化,体积分数降低,室温抗扭强度逐渐下降。另外,二阶时效处理可以获得更细化和更高体积分数的γ′相、从而表现出更高的抗扭强度与硬度。650℃×8 h(50℃/h速率冷却)+550℃×8 h (空冷)的二阶时效工艺可以合理有效地调控微观组织结构,使GH4090合金弹簧丝表现出优良的综合力学性能。室温抗扭强度达到1 373.4 MPa,并且在500℃的测试温度下保持较高抗扭强度。     

冷变形对Inconel X—750改型合金组织性能的影响

研究了在５００～９００℃温度时效不同时间后，合金显微镜硬度变化规律。结果表明，经１０％～２０％冷变形后合金硬度显著提高，而且即使再经７００℃高温长时间时效，形变强化效果也能保持，８００℃时效时，当保时间少于２ｈ的情况下，合金才能保持冷变形强化效果；９００℃时效时，冷变形强化完全消失。     

二次时效处理对GH2696合金组织及性能的影响北大核心CSCD

GH2696合金是一种以Fe-25Ni-12Cr为基体的时效强化型高温合金。其特点是在650℃以下具有高的屈服强度和持久、蠕变强度,以及良好的高温弹性性能、加工塑性和组织稳定性。该合金的应用较广,适合于制造在650℃以下长期工作的涡轮和压气机紧固件、工作叶片和涡轮壳体环形零件等。本文主要研究了二次时效热处理对GH2696合金室温拉伸性能、室温硬度、冲击韧性、650℃的持久性能等机械性能的影响,并利用激光共聚焦显微镜观察合金显微组织的变化,对影响机理进行简要分析。     

长期时效过程中GH4586合金的微观组织演变机理

系统研究了航空涡轮盘GH4586A和GH4586B合金在700～800℃长期时效时,合金微观组织的演变过程.重点研究了时效过程中沉淀强化相与奥氏体基体的稳定性,尤其是拓扑密排相(TCP相)析出行为及其与时效温度和时效时间的关系.研究表明,长期时效过程中GH4586B合金未见TCP相析出,但γ相随时效时间的延长快速粗化,导致合金室温与高温强度显著衰减.GH4586A合金的γ相长大缓慢,从而保持了稳定的抗拉强度,但在750℃、2000h以上时效时出现了μ相析出在晶界与晶内M6C二次碳化物表面形核并以半共格形式向奥氏体基体内生长,致使合金的塑性有所下降.     

GH648合金800℃长期时效后的组织稳定性

 研究了GH648合金在800 ℃×1 000 h下长期时效后的组织稳定性。结果表明：合金经800 ℃×100 0 h长期时效后,α Cr相的数量增加,尺寸长大,γ′相发生了聚集长大,合金中无有害相析出;合金的室温拉伸性能基本稳定,但高温拉伸强度和持久寿命下降;γ′相的聚集长大是致使长期时效后GH648合金高温拉伸强度和持久寿命下降的主要原因。     

三代粉末高温合金的特征及发展

粉末高温合金在高温下表现出一系列优点,成为高推重比航空发动机涡轮盘等关键部件的首选材料。概述了三代粉末高温合金的发展历程和性能特点;介绍了其生产工艺流程以及热处理过程中固溶温度、冷却速度、时效对组织的影响;从析出相的析出规律(主要讨论了γ'相、碳化物、TCP相)和γ/γ'错配度方面分析了合金成分改变带来的影响,提出成分优化设计的趋势;探讨了粉末高温合金今后的发展方向,为进一步开展粉末高温合金的研究提供一定的理论依据。     

Re含量对单晶高温合金组织和拉伸性能的影响

为优化一种单晶高温合金中的Re含量,在真空定向凝固炉中制备了3%Re和5%Re的镍基单晶高温合金,热处理后分别在980 ℃长期时效400、800、2 000 h,测试合金热处理后1 100 ℃拉伸性能,采用JMatPro软件计算了合金相图,通过光学显微镜、扫描电镜和能谱仪研究Re含量对合金枝晶组织,热处理组织和980 ℃时效400、800、2 000 h的组织和1 100 ℃拉伸性能的影响。结果表明,随着单晶高温合金中Re含量增加,一次枝晶间距轻微减小,共晶的体积分数升高;γ′相尺寸下降,立方化程度增加;不同Re含量合金时效800 h后无TCP相析出,时效2 000 h后有TCP相析出,随着Re含量增加,TCP相析出量增加。合金组织稳定性随着Re含量增加而降低。随着Re含量增加,合金的高温拉伸性能显著提高。      

时效工艺强化Ti-10V-2Fe-3Al合金研究

对比研究了单重时效、低温-高温双重时效、时效加热速度等工艺对经热变形后的Ti-10V-2Fe-3Al合金显微组织和力学性能的影响.结果表明:经过高温变形后的合金,在双重时效处理过程中,先析出的ω相为α相的沉淀析出提供了均匀的形核位置,使合金获得了比单重时效处理更加均匀细小的α+β显微组织,使得强度获得了较大幅度的提高;合金在较低的升温速度(0.1℃·s-1)加热过程中,细小弥散分布的等温ω相有充足的时间析出,从而为后续α相的析出提供有利的形核位置,产生细小盘状α相,获得了与双重时效相同的强化效果.     

长期时效对GH4586A合金组织及拉伸性能的影响

研究了GH4586A合金在750℃、800℃长期时效过程中室温拉伸性能与组织变化的关系.利用扫描电镜对合金显微组织进行了观察;利用透射电镜对析出相进行了鉴定;通过物理化学相分析方法定量分析了长期时效过程中合金中相的质量分数.结果表明,该合金在750～800℃时效有μ相和σ相析出,并且随时间延长数量增加;在750～800℃长期时效过程中M23C6碳化物析出.M23C6主要在晶界析出且其析出量受时效温度及时间的影响;合金在750℃、1 500 h之内使用,强度和塑性可以匹配,超过1 500 h后由于μ相和σ相析出量明显增多,塑性迅速下降,合金不能作为转动件使用.     

长期时效对GH4199合金组织和性能的影响

采用金相和电镜微观组织观察、室温和高温拉伸试验、物理化学相分析等综合试验方法,对经600、700、800、900℃和100、200、500、1 000 h长期时效处理的GH4199合金进行测试和研究.结果表明,GH4199合金经长期时效后,其室温和高温力学性能仍保持在较高水平;合金的组织稳定性良好,析出相主要为γ'相和碳化物.据相分析结果可知,在700～900℃时效1 000 h左右,合金组织中存在极微量的脆性(TCP)相--μ相和σ相,它们对合金的力学性能基本无影响,组织中虽然存在微量TCP相,但合金的室温和高温塑性不发生"脆化".     

俄罗斯新型粉末高温合金研制进展

介绍了俄罗斯为第5代、第5代半(俄罗斯划分)航空发动机研制的新型ВВП系(ВВ750П、ВВ751П、ВВ752П、ВВ753П)粉末高温合金的最新进展。俄罗斯采用等离子旋转电极法(PREP)制粉+直接热等静压(As-HIP)成形工艺制造粉末高温合金盘件。ВВП系粉末高温合金的抗拉强度、650℃下的持久强度以及低周疲劳性能均优于ЭП741НП合金,但塑性、韧性低于ЭП741НП合金。ВВП系合金盘件性能满足第5代、第5代半航空发动机的设计要求。其中,ВВ751П和ВВ752П属于高强型合金,可用于工作温度为650~700℃的盘件等;ВВ750П和ВВ753П属于高热强型合金,可用于工作温度在750℃以上的盘件等。俄罗斯已开始工业试制批生产和提供航空发动机涡轮和压气机用ВВ750П合金盘件;ВВ751П合金盘件等已用于发动机ПД14和РД-133;ВВ752П和ВВ753П合金盘件处于试制阶段。     

长期时效对GH4199合金组织和性能的影响

 采用金相和电镜微观组织观察、室温和高温拉伸试验、物理化学相分析等综合试验方法，对经600、700、800、900 ℃和100、200、500、1 000 h长期时效处理的GH4199合金进行测试和研究。结果表明，GH4199合金经长期时效后，其室温和高温力学性能仍保持在较高水平；合金的组织稳定性良好，析出相主要为γ′相和碳化物。据相分析结果可知，在700~900 ℃时效1 000 h左右，合金组织中存在极微量的脆性(TCP)相——μ相和σ相，它们对合金的力学性能基本无影响，组织中虽然存在微量TCP相，但合金的室温和高温塑性不发生“脆化”。     

高铌高磷GH4169C和GH4169合金的组织稳定性

为研究高铌高磷GH4169C高温合金在高温长期时效过程中的组织稳定性,通过场发射扫描电镜和数显布氏硬度计对GH4169和GH4169C两合金分别经600、650、704及720℃时效30~10000 h的显微组织和硬度变化进行对比分析。结果表明：在服役温度（650℃）范围内长期时效,GH4169合金和GH4169C合金均表现优异的稳定性;在服役温度以上长期时效,GH4169合金和GH4169C合金稳定性较差,短时间内,合金组织就出现失稳。对比而言,704℃时GH4169C合金组织稳定性较GH4169合金高,而720℃时GH4169C合金组织稳定性劣于GH4169合金。分析认为,GH4169C合金由于提高Nb含量和P含量使的γ＇相稳定性增加,得以在服役温度以上（704℃）表现比GH4169合金更为优异的组织稳定性,但Nb含量的提高也引起啄相含量的增加,导致组织稳定性下降。在超高温（720℃）下,GH4169C合金稳定性劣于GH4169合金。由此推知,相比GH4169合金,改型GH4169C合金在使用温度上有所提高,但提高有限,在超高温下,其稳定性反而降低。     

GH4169 合金"等温锻造+直接时效"工艺探讨

利用Gleeble 15 0 0热力模拟实验机研究了温度、速率、变形量等对GH416 9合金等温变形力学参数及组织变化的影响。在较高的温度及较低的速率下 ,该合金的变形抗力显著降低 ,但变形后组织粗大 ;“等温成形 直接时效”后材料的室温拉伸、高温拉伸、高温持久等性能优于成形后再“固溶 时效”的性能。在 2 0 0t液压机上利用镍基高温合金模具进行了某航空发动机一级涡轮盘 1/4模拟件的等温成形 ,成形件外形良好 ,成形及直接时效后零件的材料组织细小均匀     

时效对GH140合金冷轧薄板性能的影响

研究了GH140合金在不同Al Ti含量下不同温度和保温时间时效后的性能,通过讨论得出,GH140合金虽然是固溶强化型铁基高温合金,但它仍然具有一定的时效倾向。又通过合金在800℃以下时效不同时间的电镜组织揭露了HV值的变化本质。     

国内粉末高温合金涡轮盘件制造技术的发展现状

在介绍粉末高温合金涡轮盘主要成形工艺的基础上 ,综述了我国粉末高温合金盘件制造技术发展现状 ,对存在的问题提出了一些建议。     

CuAlNi系SMA时效和热循环的研究

本文利用电阻法、x—ray衍射分析等方法研究了CuAlNiMnTi系合金在200℃长时时效时相变特性的变化,发现随着Al含量增加,合金中18R、结构类型M减少,2H结构类型M增多,合金的高温时效稳定性增强。探讨了热循环对CuAlNiMnTi系合金相变特性的影响以及弹簧双程记忆性能的变化规律和原因,分析了母相中不同位向晶胚对合金SME的变化所起的作用。     

俄罗斯粉末冶金高温合金研制新进展

介绍了俄罗斯近几年用于ПС90А2、АИ222和Д27航空发动机的ЭП741НП粉末高温合金盘件的性能及使用情况,以及ЭП962НП和为第5代以及第5代半(俄罗斯划分)航空发动机设计的ВВП系列(ВВ750П、ВВ751П、ВВ752П、ВВ753П)粉末高温合金的研制最新进展。俄罗斯采用等离子旋转电极工艺(PREP)制粉+直接热等静压(As-HIP)成形制造粉末高温合金盘件。使用粒度为<100μm的粉末,为ПС90А2发动机研制的4个ЭП741НП合金盘件,其性能优于АЛ-31Ф发动机上使用的ЭП741НП合金盘件性能。为АИ222航空发动机研制的3个ЭП741НП合金盘件以及为Д27航空发动机研制的4个ЭП741НП合金盘件,其性能达到了技术文件的要求。俄罗斯装配АИ222-15С发动机的Як-130教练机通过了飞行试验,并已交付使用。ВВП系列粉末高温合金的抗拉强度、650℃下的持久强度以及低周疲劳性能均优于ЭП741НП合金,但韧性比ЭП741НП合金低。ВВ752П和ВВ753П合金盘件目前处于试制阶段,用于航空发动机涡轮和压气机的ВВ751П、ВВ750П合金盘件已开始工业试验批生产。     

双级时效对Mg-2.8Nd-0.4Zn-0.5Zr合金微观组织和力学性能的影响

采用OM、SEM、TEM以及硬度测试和拉伸力学性能测试等手段,研究了双级时效对Mg-2.8Nd-0.4Zn-0.5Zr合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,合金经260℃/30 min+200℃/4 h双级时效处理后,其抗拉强度和屈服强度较200℃/14 h单级时效合金分别提高23 MPa和20 MPa,并且达到硬度峰值所需时间缩短9.5 h。主要是由于第一级高温预时效过程中析出β1相,在第二级时效过程中,β1相保留,同时又析出β″相,并且β″相尺寸较单级时效后的合金更细小。在两种析出相同时作用的情况下,其强化效果明显优于单一β″相强化的单级时效处理。     

GH169高温合金长期时效的组织转变

对GH169合金长期时效的组织结构观察表明,合金在650℃以下时效甚至长达5×10⁴h,其组织变化并不明显,保持了良好的组织稳定性。然而超过650℃,合金的组织对温度极为敏感,发生了复杂的相转变。通过对运行2.8×10⁴h的涡轮盘榫齿的研究表明,应力加速诱发这种复杂的相变过程。