高温扩散退火处理对FGH96粉末高温合金PPB的影响

研究了亚固相线温度扩散退火处理对FGH96粉末高温合金原始颗粒边界(PPB)的影响,结果表明,试验用热等静压(HIP)态FGH96试样中所存在的PPB主要由富Ti和Nb的MC型碳化物以及少量的氧化物组成.试样经1230℃×8h/AC扩散退火处理后并不能完全消除PPB,但部分碳化物溶解,PPB从连续网膜转变成离散的颗粒状,显微组织中PPB明显减轻.试样经HIP+1150℃×30min/WC处理后在PPB较严重的区域出现裂纹,主要沿PPB扩展;退火态试样经1230℃×30min/WC处理后裂纹相对较细,其主要沿晶界扩展.     

急冷凝固FGH96合金粉末颗粒表面成分及预热处理对凝固组织的影响研究

对氩气雾化（AA）FGH96合金不同粒度急冷粉末颗粒表面进行俄歇电子能谱（AES）分析,对不同温度下进行预热处理粉末中碳化物的演变行为进行了研究,并讨论了粉末颗粒表面成分和预热处理时碳化物变化和转变的关系。结果表明：不同粒度FGH96合金原始粉末颗粒表面存在不同厚度C、O和Ti元素的污染层;经预热处理,粉末颗粒中MC＇型亚稳碳化物发生分解和转变,析出稳定MC、M23C6及M6C型碳化物,明显改变粉末颗粒内碳化物的稳定性和分布状态。     

铸造过热度和热处理对CoCrMo合金显微组织的影响

研究了CoCrMo合金普通壳型铸造工艺下过热度和高温固溶热处理对显微组织的影响。结果表明:CoCrMo合金在铸态下碳化物主要以大块状共晶状M23C6碳化物存在;随着过热度的增加,碳化物共晶团的尺寸增大,导致室温拉伸性能降低。CoCrMo合金经过高温固溶热处理后,大部分大块状共晶碳化物发生溶解和分解,以细小的颗粒状M23C6碳化物析出并均匀分布于基体,抗拉强度、屈服强度和伸长率得到很大的提高。均匀细小分布的碳化物有利于提高CoCrMo合金的室温拉伸性能。     

热轧态Inconel690合金中碳化物的溶解和析出

研究了热轧态690合金中碳化物的溶解和析出行为及其结构,结果表明:在热轧态合金中存在的碳化物多数沿晶界长条状分布,少量呈颗粒状分布于晶内,类型为M_(23)C_6.热轧态合金的晶界和晶内碳化物的完全固溶温度分别为1050℃、1080℃,在低固溶温度下未完全溶解的残余晶界碳化物直接导致后续TT处理晶界不再析出碳化物;将合金完全固溶处理后,在后续TT处理的晶界上会重新析出细小、半连续的碳化物.     

挤压变形和热处理工艺对FGH95合金γ′相析出的影响

γ′(Ni3(AlTi))相强化的镍基粉末高温合金(FGH95)采用热挤压工艺可以明显改善合金晶粒大小、γ′相尺寸、分布以及碎化夹杂物,是一种优良的热加工变形的成型工艺.本工作研究FGH95合金经热等静压 热挤压 热处理工艺处理后强化相γ′的析出行为,以及对合金力学性能的影响.实验结果表明:热等静压温度升高,中等尺寸γ′相平均尺寸增大.热挤压后,热等静压态中的γ′相尺寸发生长大,改变大、中、小γ′相的数量比例.固溶热处理后冷却速度明显影响γ′相尺寸变化,盐浴冷却增加中等尺寸γ′相数量,明显改善合金高温塑性.     

一种Ni-Cr-W高温合金的成分设计

综合d-电子理论及平均电子空位法2种合金设计理论的特点,开发了一种在11OO℃条件下使用的固溶强化高温合金Ni-2OCr-18W-1.3Mo.对合金铸态组织和锻造开坯热处理后在室温、871℃、1093℃时的力学性能及断口组织进行了分析.结果表明.合金的铸态组织呈典型的树枝状结构,组织由γ固溶体基体、分布在枝晶间的骨络状的碳化物以及在碳化物周围析出的白亮W、Cr块状固溶体组成.d-电子理论及平均电子空位数法的综合应用可以更加有效地进行合金成分设计,设计得到的合金基本满足使用要求.     

元素V对镍基柱状晶合金显微组织和高温蠕变性能的影响

采用定向凝固炉制备出含有不同V含量的柱状晶合金,进行了高温蠕变性能测试和微观组织形貌观察,研究合金化元素V对镍基柱状晶合金微观组织及高温蠕变性能的影响。结果表明:低V含量的合金中碳化物主要以棒状形式存在,而高V合金中碳化物主要以块状形式存在,棒状碳化物中的V含量低于块状碳化物。随V含量的增加,合金中碳化物由棒状向块状转变,当V含量达到1.04%(质量分数)时,碳化物的形貌已经完全转变成块状。铸态合金经固溶处理后,合金中的碳化物发生溶解,低V合金中的棒状碳化物溶解较多,而高V合金中碳化物溶解较少。在980℃/216 MPa和760℃/725 MPa条件下低V柱状晶合金持久寿命较短,高V合金持久寿命较长,提高合金中的V含量有利于提高合金的蠕变寿命。高V合金与低V合金相比,时效和蠕变期间在晶界析出M_(23)C_6型碳化物数量少。蠕变期间合金中的裂纹主要在晶内MC型碳化物及晶界析出的M_(23)C_6型碳化物处萌生和扩展。     

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。     

热处理对喷射成形FGH4095组织的影响

采用喷射成形技术制备镍基高温合金FGH4095,其组织均匀、坯件整体致密度高、氧含量低、晶粒为细小的等轴晶。经测定其致密度在99%以上,氧含量为20×10-6。合金热处理过程中,随固溶处理温度的升高(1120℃、1140℃、1160℃),主要强化相γ′相逐渐溶解,溶解尺寸由小变大,溶解最慢的γ′相位于晶界上。二级时效后再次析出细小的γ′相。     

热处理工艺对Ti6246钛合金组织与力学性能的影响

研究了热处理温度和冷却方式对Ti6246合金显微组织、相组成以及室温拉伸性能的影响。结果表明:固溶热处理后合金的相组成主要与冷却方式有关。在β单相区及(α+β)两相区固溶后水冷,β相均转化为α′′马氏体和少量亚稳β相。空冷组织中的β相转变为含有少量次生α相的β转变组织,随着热处理温度的提高次生α相的含量逐渐增加,尺寸也逐渐增大。时效后组织中的亚稳相发生分解,析出细小的次生α相。固溶后水冷试样的拉伸曲线上出现"双屈服"现象,且随着固溶温度的提高合金第一屈服点逐渐升高。水淬和空冷合金试样在595℃/8 h时效后其室温拉伸强度提高,延伸率及断面收缩率降低,水淬试样室温拉伸性能的变化更大。固溶后空冷且在595℃时效处理的合金,其室温拉伸性能可达到较好的强塑性匹配。     

原始颗粒边界对粉末热等静压成形FGH97合金性能的影响

目的 基于粉末冶金近净成形工艺,研究原始颗粒边界（PPBs）对FGH97合金力学性能的影响,并验证热处理和二次热等静压工艺能否消除PPBs。方法 采用等离子旋转电极雾化法制备FGH97合金粉末,分别在1 200℃/120 MPa/2 h和1 200℃/140 MPa/3 h条件下进行热等静压成形。先后对FGH97合金进行固溶（1 200℃/4 h/炉冷）和时效（910℃/3 h/空冷+750℃/8 h/空冷+700℃/17 h/空冷）热处理,并对热处理后的样品进行二次热等静压（制度为1 200℃/140 MPa/3 h）。对上述实验前后的FGH97合金显微组织进行表征,使用Photoshop软件计算PPBs的占比,研究热处理和二次热等静压工艺对PPBs的消除作用。结合力学性能测试研究PPBs对合金性能的影响。结果 当采用压力更高、保温时间更长的热等静压制度时,制备得到的FGH97合金PPBs占比更少、力学性能更好,其PPBs占比为5.6%,室温抗拉强度为1 412 MPa,屈服强度为947 MPa,伸长率为16%。经热处理后,FGH97合金中PPBs的占比下降至3.0%,该合金在650...     

固溶及时效热处理对K465合金组织的影响

研究了K465合金热处理后的显微组织和力学性能。结果表明,合金热处理后,枝晶干处的γ'相呈立方状、体积分数为62%,同时还析出了细小点状碳化物,铸态MC碳化物转变为M6C。高温时效热处理结果表明,合金经1 000℃/500 h和1 100℃/100 h后,析出富集W和Mo的针状和棒状二次析出相;1 000℃条件下,随着时间的延长,二次析出相的数量逐渐增多;温度的升高可促进二次相的析出。     

热处理工艺对激光选区熔化AM247LC合金组织与性能的影响规律

目的 研究不同热处理制度对激光选区熔化（SLM）AM247LC合金微观组织和力学性能的影响规律。方法 对激光选区熔化制备的AM247LC合金分别进行900℃/16h的直接时效热处理和1 210℃/30 min+1 050℃/30min+950℃/16h的固溶时效热处理,通过OM、SEM、EBSD、XRD等表征手段研究合金热处理前后的晶粒组织、碳化物及析出相等微观组织的变化,并对打印态及不同热处理态样品的室温拉伸性能进行测试,以表征热处理对其力学性能的影响行为。结果 打印态AM247LC合金中存在大量粗大柱状晶和细小晶粒组织;直接时效热处理（900℃/16 h）后的AM247LC合金晶粒组织与打印态类似,但析出了大量γ’强化相;固溶时效热处理（1 210℃/30 min+1 050℃/30 min+950℃/16 h）后,AM247LC合金发生了再结晶,形成大量退火孪晶,并且析出沿晶界分布非连续的微米级碳化物及大量γ’强化相。合金打印态的屈服强度为846.5 MPa,断裂伸长率可达19.6%;直接时效热处理后,合金屈服强度为1 042.8 MPa,断裂伸长率明显降低,仅为11.2%;固溶...     

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。     

GH141合金的显微组织控制

研究了热处理对GH141合金显微组织的影响规律。结果表明，1080～1120℃固溶处理过程中合金晶粒的长大与主要强化相γ’及碳化物的溶解密切相关。固溶空冷试样在760～900℃时效过程中，主要强化相γ’按“台阶机制”由最初的球形颗粒逐渐粗化成为规则排列的立方体形貌，符合点阵扩散控制的“Ostwald”熟化规律，粗化激活能为276．8kJ／mol。     

不同热处理工艺对TC4-DT钛合金棒材组织和性能的影响

研究了不同热处理工艺对TC4-DT钛合金棒材显微组织和力学性能的影响。结果表明:TC4-DT合金在两相区经过普通退火和再结晶退火后组织发生再结晶,α相尺寸有所增大,具有较好的塑性。经过两相区固溶+时效处理得到双态组织,通过控制固溶时冷却速度及时效温度来调整次生α片层厚度,使得合金强度和断裂韧性得到改善。经单相区固溶水冷得到马氏体组织,随时效温度提高,α片层厚度增加,但析出的次生α相含量减少,导致合金的强度和断裂韧性有所下降。而在单相区固溶空冷+高温时效处理,获得的α片层厚度进一步增大,有助于提高塑性和断裂韧性。采用950℃/1h/WQ+550℃/6h/AC两相区固溶+时效的热处理工艺,可实现合金强度、塑性、韧性的较好匹配,获得优良的综合性能。     

定向凝固镍基高温合金CM247LC热处理工艺优化及持久性能研究

目的 研究定向凝固镍基高温合金CM247LC的最优热处理工艺制度,通过优化热处理工艺提高合金的力学性能。方法 分别用JMatPro热力学分析软件和金相法判断CM247LC合金的初熔温度点,并确定合金的热处理窗口温度;利用光学显微镜(OM)和能谱分析仪(EDS)观察合金经不同固溶处理后的微观组织和元素偏析情况;利用扫描电子显微镜(SEM)观察合金经不同时效处理及持久断裂后的微观组织形貌。结果 CM247LC合金的初熔温度为1 260 ℃,热处理窗口温度为1 215~1 255 ℃。根据热处理窗口温度,设计了6种固溶处理工艺,对比发现,经1 228 ℃/2 h+1 240 ℃/2 h+1 255 ℃/2 h、AC固溶工艺处理后,合金的组织均匀化程度最高,元素偏析得到了显著改善,γ/γ′共晶的体积分数从铸态时的18.9%降至5.04%,确定此工艺为合金优化固溶处理工艺参数。合金经优化固溶处理后再经1 080 ℃/4 h、AC高温时效处理和870 ℃/22 h、AC中温时效处理,析出的γ′相尺寸(337.3 nm)、体积分数(67.81%)适宜且立方度最高,确定此工艺为最优热处理工艺。经最优热处理工艺处理的合金在980 ℃/205 MPa下的持久寿命为162 h,相比于铸态和固溶态处理的合金持久寿命分别提高了87 h和45 h。结论 通过优化固溶处理和时效处理,确定合金最优热处理工艺参数为:1 228 ℃/2 h+1 240 ℃/2 h+1 255 ℃/2 h、AC(固溶处理)+1 080 ℃/4 h、AC+870 ℃/22 h、AC(时效处理),经最优热处理工艺处理的合金持久寿命显著提高。     

热处理对激光金属成形DZ125L高温合金组织及硬度的影响

研究激光金属成形DZ125L高温合金的组织,其形成的非平衡组织致密,一次枝晶间距约5μm;生成的过饱和固溶体抑制γ′相析出,且晶界析出点状不连续MC碳化物。这无法满足高温合金直接使用要求,需进行必要热处理。因此研究了5种热处理状态下的组织和显微硬度,结果表明均匀化和固溶处理十分必要,但需严格控制时间;时效处理时间可以适当减少。经过热处理试样的硬度比未经过过热处理试样硬度低,主要原因是激光金属成形组织细密,晶界析出大量强化相MC碳化物。     

固溶温度对DZ951镍基高温合金组织和持久性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜研究了固溶温度对定向凝固DZ951镍基高温合金组织和持久性能的影响.结果表明:合金经固溶处理后,枝晶偏析降低,合金强度增加.碳化物由铸态时的骨架状变成块状,呈不连续状分布在晶界,对裂纹的萌生和扩展都有抑制作用.γ′相经固溶处理后,尺寸变小,分布更加均匀.合金在1100℃/60MPa的持久性能得到提高.在1300℃固溶处理时,合金元素分布更加均匀,γ′相体积分数增加,使DZ951合金具有较高的持久寿命.     

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。