晶界碳化物对GH864合金裂纹扩展速率的影响

研究不同热处理制度后晶界碳化物对GH864合金650℃裂纹扩展速率的影响。结果表明:不同热处理制度处理后GH864合金晶界碳化物形态逐渐演化:颗粒较少→断续状→连续状→项链状→包膜状。晶界碳化物不断析出起到强化晶界的作用,使裂纹扩展速率降低。得到GH864合金晶界碳化物连续系数fc与裂纹扩展速率的变化趋势图。当晶界碳化物连续系数fc小于1时,抗裂纹扩展能力随晶界碳化物尺寸的增加而增加。建立裂纹扩展速率与晶粒尺寸和晶界碳化物的综合作用的关联性,晶粒尺寸和晶界碳化物之间相互作用存在最低点,抗裂纹扩展能力最佳。     

GH864合金蠕变/疲劳裂纹扩展速率及a-N曲线分析

研究了GH864合金不同保载时间下650℃蠕变/疲劳裂纹扩展行为,分析了裂纹扩展过程中蠕变和氧化的作用,以及a-N曲线的转折点含义。结果表明:保载5s时GH864合金以穿晶断裂为主,疲劳作用占主导;保载90s时GH864合金以沿晶断裂为主,蠕变作用占主导。利用Saxena模型可较好地表征本实验条件下650℃蠕变/疲劳交互作用的裂纹扩展速率曲线,可估算较高应力强度因子和较低应力强度因子的裂纹扩展速率。另外,用Saxena模型可求出蠕变和疲劳的表达式,对比分析高温蠕变/疲劳交互作用的裂纹扩展过程中蠕变和疲劳的作用及所占的比例。最后针对a-Ni/Nf、da/dN-a曲线及da/dN-N曲线变换中出现的拐点,结合断口形貌分析了转折点对应的含义。高温合金及其它材料的裂纹扩展速率曲线也适用于以上曲线分析方法。     

固溶处理对P／MFGH95合金裂纹扩展速率的影响

研究了Ｐ／ＭＦＧＨ９５合金在１１２０℃固溶后以不同冷却速度（１．２，２．３，５．６℃）／ｓ冷却，以及在１１６０℃固溶后缓冷到１１２０℃二次固溶后以１．２℃／ｓ冷却的显微组织、力学性能和裂纹扩展速度。实验结果表明，１１２０℃固溶后随冷却速度加快，６５０℃的屈服强度和持久寿命增加，裂纹扩展速度提高。     

固溶温度对GH864合金组织性能的影响

对GH864合金进行3种固溶温度：1040、1060、1080℃×4 h/AC＋双时效（845℃×24 h/AC＋760℃×16 h/AC）热处理,并对其组织和力学性能进行了研究。结果表明：随着固溶温度的提高,晶粒尺寸出现明显长大,但增长速率越来越小,碳化物连续均匀分布在晶界上,同时,均匀的γ＇强化相在基体上弥散析出;在合金性能上,随着固溶温度的提高,合金的高温拉伸伸长率、断面收缩率及室温冲击韧性都逐渐下降;然而,合金的高温815℃抗拉强度基本不变,其高温屈服强度及室温硬度经过1060℃固溶后出现峰值,同时合金的815℃/325 MPa持久性能及高温裂纹扩展速率在该固溶温度下表现出最佳的性能。综合该合金强度和塑性的最佳匹配,确定了GH864合金叶片热处理的最佳固溶温度及时效处理控制工艺为：1060℃×4 h/AC＋845℃×24h/AC＋760℃×16 h/AC。     

固溶处理对 P/M FGH95 合金裂纹扩展速率的影响

研究了Ｐ／ＭＦＧＨ９５合金在１１２０℃固溶后以不同冷却速度（１２，２３，５６℃／ｓ）冷却，以及在１１６０℃固溶后缓冷（４℃／ｍｉｎ）到１１２０℃二次固溶后以１２℃／ｓ冷却的显微组织、力学性能和裂纹扩展速度。实验结果表明，１１２０℃固溶后随冷却速度加快，６５０℃的屈服强度和持久寿命增加，裂纹扩展速率提高。在１１６０℃＋１１２０℃二次固溶热处理后，因晶粒增大并产生部分弯曲晶界，６５０℃屈服强度只降低１３０ＭＰａ（约１２％），而裂纹扩展速率降低１０倍，持久寿命提高近两倍，并且消除了合金的缺口敏感性。     

固溶处理对GH99合金组织的影响

通过电子背散射衍射技术(EBSD)分析了不同固溶温度和时间下GH99合金的晶粒尺寸及晶界特征分布。结果发现:GH99合金的晶粒经固溶处理后逐渐变成等轴状晶粒,晶粒内存有大量孪晶界,且绝大多数为较平直的Σ3晶界;晶粒尺寸随固溶温度升高和时间延长而逐渐增大,其在不同温度和时间下的长大速度不尽相同,而孪晶随晶粒的长大而长大;Σ3晶界比例随固溶温度的升高和时间的延长先增大后减小,而Σ9和Σ27晶界比例则呈现逐渐减小的趋势。     

GH4720Li合金裂纹扩展速率的温度敏感性

测定了难变形高温合金GH4720Li在650℃、700℃、750℃及800℃空气环境下的裂纹扩展速率,并结合断口分析了在纯疲劳及保载条件下温度对合金裂纹扩展速率的影响。结果表明,随着温度升高,合金裂纹扩展速率的增长幅度变大。800℃时,合金的疲劳裂纹扩展速率急剧增大。高温下,疲劳裂纹的扩展方式发生了明显变化,650℃时断口为沿晶和穿晶混合型,700~800℃时裂纹以沿晶断裂为主。保载时间的延长,裂纹扩展速率加快,且裂纹扩展速率的温度敏感性增加。     

固溶处理对GH4169合金组织与性能的影响

研究了热处理温度和保温时问对GH4169合金晶粒长大规律和硬度的影响。结果表明，δ相对晶粒长大有显著阻碍作用，在低于δ相完全溶解温度热处理时，未溶解的δ相使晶粒长大缓慢；在高于δ相完全溶解温度热处理时，合金为单相奥氏体组织，晶粒随温度的升高迅速长大。晶粒长大动力学表明：在热处理温度高于1050℃时的晶粒长大激活能为157．6kJ／mol，晶粒长大机理为Ni基合金的晶界扩散过程所控制同时也建立了相应的晶粒长大动力学方程。     

锻造变形与固溶处理对GH536合金锻件晶粒及硬度的影响

通过锻造变形量及固溶工艺参数的变化,研究了GH536合金锻件晶粒度及硬度的变化规律。试验结果表明：镦粗变形后,锻件晶粒尺寸有减小的趋势,但变形程度对锻件晶粒影响不大,锻件晶粒与变形前相当;固溶处理温度影响GH536合金锻件的晶粒尺寸及硬度,固溶保温时间对GH536合金锻件的晶粒及硬度影响不大。     

固溶处理对GH4169合金晶粒长大和硬度的影响

研究了GH4169合金在不同固溶温度和保温时间下进行固溶处理时晶粒长大的规律和其对硬度的影响。结果表明:该合金的δ相溶解温度在980～1000 ℃之间,不同固溶处理条件下GH4169合金的晶粒长大具有不同特点,在低于δ相溶解温度热处理时晶粒长大缓慢,当热处理温度高于δ相溶解温度时,晶粒尺寸随热处理温度的升高而快速长大;建立了GH4169合金在1000 ℃以上热处理过程中的晶粒长大动力学模型,晶粒长大的激活能为285.013 kJ/mol;GH4169合金的硬度随固溶温度的升高和保温时间的延长而降低,且合金的晶粒尺寸和硬度值遵循Hall-Petch关系。     

增材制造GH3536合金的高温拉伸及疲劳裂纹扩展性能研究

采用选区激光熔化技术制备GH3536合金试样,经热等静压和固溶处理后对合金试样的显微组织、高温拉伸性能和不同应力比下的裂纹扩展性能进行了分析。结果表明,经热等静压和固溶处理后合金试样内部存在2种不同大小的等轴晶粒,在晶间存在连续片状分布的M₂₃C₆和M₆C碳化物。合金试样的拉伸性能随着温度的升高而不断下降,断裂方式由室温下的韧性断裂转变为900℃下的脆性断裂。在不同应力比下,合金试样的裂纹扩展方式主要为穿晶扩展,裂纹扩展速率随着应力比的不断上升而提高,在高应力比下合金内部的疲劳裂纹更倾向于在取向差较小的晶粒内部扩展。     

热变形参数对GH864合金显微组织的影响

采用等温热压缩的方法研究了在变形温度为1000～1160℃、应变速率为1和10s-1、工程应变量为30%,50%和70%时,不同的热变形参数对GH864合金流变应力和显微组织的影响。结果表明,当变形温度低于γ′相析出温度时,动态再结晶能力较差。在高于MC碳化物的回溶温度变形时,由于沿晶界再析出的细小MC颗粒对晶界的非均匀钉扎作用,容易得到混晶严重的热处理态组织。降低变形速率和增加变形量可以得到较为均匀的变形态组织,最终改善热处理态的混晶程度。GH864合金热变形温度的下限和上限分别为γ′相的析出温度和MC碳化物的回溶温度。     

多步热处理对GH4742合金组织性能的影响

采用多步热处理,研究了不同固溶温度和高温时效温度对GH4742高温合金组织性能的影响。结果表明,固溶温度显著改变晶粒尺寸和一次γ′相形态。固溶温度为1090 ℃时,基体中存在大量未溶的一次γ′相,可以有效阻止晶粒长大,同时这种粗大γ′相以及后续时效过程中形成的细小γ′相共存的组织使得合金具有良好的综合力学性能。高温时效处理对组织形貌影响较小,但可以改变γ′相的尺寸,显著影响晶界碳化物的形态,通过Mo置换一次碳化物MC中的Nb、Ti,使晶界连续分布的碳化物发生溶解形成颗粒状的碳化物,显著降低了GH4742高温合金的高温持久性能。     

GH864烟气轮机涡轮盘锻造工艺

GH864材料是一种特殊的镍基高温合金,锻造成形时塑性低、变形抗力大、锻造温度范围窄、导热性差,且锻件的晶粒尺寸不能通过热处理细化,所以要满足锻件的内在质量要求,必须制定合理的工艺路线.从材料的化学成分、锻造工艺、400 MN大型航空模锻液压机和生产流程等方面介绍了GH864合金烟气轮机涡轮盘的生产过程.试验表明,固溶、时效处理后的烟气轮机涡轮盘锻件,力学性能和晶粒度完全达到使用要求.小批量生产后,效果良好,这为烟气轮机发展打下了坚实的基础.     

7150铝合金疲劳裂纹异常扩展分析

在准备7150合金平面应变断裂韧性试样的过程中，预制疲劳裂纹发生不均匀扩展。利用扫描电镜、透射电镜和光学显微镜对断口和组织进行了分析，结果表明，晶粒组织的不均匀性是这种异常现象的主要原因。     

TC17钛合金疲劳裂纹扩展速率

研究了显微组织形态对TC17钛合金疲劳裂纹扩展速率的影响,并结合裂纹扩展路径进行了分析。结果表明,对于TC17合金,在裂纹扩展的第I阶段和第III阶段,等轴组织随着固溶温度的升高,扩展速率加快,显微组织对中速区的裂纹扩展速率影响不大;对两种片层组织结构的裂纹扩展速率分析结果表明,仅固溶态的组织在裂纹扩展的整个阶段具有较低的裂纹扩展速率,并且起裂区对应较高的应力强度因子,裂纹在固溶态组织中的扩展路径较固溶时效态的曲折。