Ti含量对一种镍基单晶合金组织和持久性能的影响

研究了3种不同含Ti量单晶高温合金的铸态、热处理态组织及持久性能。结果表明：Ti含量对合金的微观组织和持久性能都有明显的影响。随着钛含量的增加，铸态合金枝晶间区域的共晶尺寸和含量明显增大、增多，枝晶间区域的面积也逐渐增大。热处理后，3种合金的枝晶干处的γ′相形态基本一致，都为规则的立方体γ′相，尺寸大约为400nm-500nm。随着钛含量的增加，合金的持久寿命略有降低，延伸率略有增加。     

热过程对IC21单晶合金组织和力学性能的影响

利用光学显微镜和扫描电镜对IC21单晶合金的铸态、热处理后和不同热过程后的组织进行了观察,检测了铸态、热处理态和不同热过程后合金的高温拉伸和持久性能,研究了热处理和热过程对IC21合金组织演变和力学性能的影响。结果表明,IC21合金的铸态组织呈树枝晶状,由γ′相、γ相以及枝晶间的粗大γ′相和NiMo相组成,枝晶干上γ′相尺寸比枝晶间的γ′相尺寸大。1315 ℃/6 h/充氩冷却+两次时效热处理后合金未实现完全固溶,枝晶干上部分铸态γ′相在固溶时未完全溶解,枝晶间仍存在粗大γ′相,持久性能与铸态相比有明显提升。热过程后,γ′相明显长大,立方度略有降低,枝晶间和枝晶干的γ′相尺寸差距减小,并且有针状相析出。合金的持久寿命与热处理态相比,稍有降低,抗拉强度有所提高。     

铜模喷铸K424合金的组织及沉淀相析出行为

研究了采用铜模喷铸制备的K424合金的组织及等温时效热处理工艺对其沉淀相析出行为的影响。结果表明,冷速的提高有利于合金枝晶组织的细化,其中二次枝晶间距由铸态时的96μm显著下降到快冷态的9μm,同时导致碳化物与共晶相的尺寸及含量降低。铜模喷铸合金经等温时效处理后,原始过饱和固溶体组织发生沉淀相析出。当时效温度为800℃时,γ′相的尺寸及体积分数均随保温时间的延长而增加,相应形貌由不规则球形向立方结构发生转变,沉淀强化效应的增强导致合金硬度不断提高。经1000℃/4 h时效处理后,铜模喷铸合金中γ′相为矩形形貌并发生明显粗化,从而引起合金硬度的下降。     

均匀化温度对K465合金组织与性能的影响

通过对K465镍基高温合金不同温度均匀化处理后的组织形貌观察及力学性能测试,研究了均匀化温度对K465合金显微组织及力学性能的影响。结果表明,在γ′相固溶温度以下(1160 ℃)均匀化后,γ′相尺寸较铸态大;在接近γ′相固溶温度(1210 ℃)均匀化后,合金中的γ′体积分数约为54%,尺寸均匀且立方化程度较高;在1260 ℃均匀化后,γ′相呈小颗粒状弥散分布,并且晶内出现胞状结构。随着均匀化温度的升高,合金的枝晶偏析情况减弱,碳化物由发达的骨架状逐渐转变为短棒状以及块状。热处理工艺为1210 ℃×4 h时合金具有最佳的综合性能。     

抽拉速率对DD5单晶高温合金定向凝固组织及偏析的影响

研究了高速凝固条件下抽拉速率对DD5单晶高温合金定向凝固组织的影响。结果表明：随着抽拉速率的增大,DD5合金枝晶组织逐渐细化,一次枝晶间距减小;偏析程度加重;γ′相尺寸减小且趋于规则的立方状,枝晶干γ′相的尺寸小于枝晶间;γ/γ′共晶含量、碳化物含量和显微疏松随抽拉速率增大而增加,而γ/γ′共晶和碳化物的尺寸减小。     

Co对K4169合金铸态组织和性能的影响

采用手工电弧炉熔炼制备了不同Co含量的K4169高温合金,显微组织和力学性能的研究表明:Co强烈促进Laves相的形成,缩小合金枝晶间偏析区;随着Co含量从0.5%增加到0.8%,Laves相由小块状变为筛网状且数量明显增多;合金中强化相γ′相的数量也随Co含量的增加而增多。Co元素的加入使K4169铸态合金的室温压缩强度有所提高,合金的硬度稍有降低,但总体来说Co元素的增加对铸态合金的室温压缩强度和硬度的影响较小。     

K447A合金的热处理组织和拉伸性能研究

通过对K447A合金在不同热处理状态下的显微组织观察和拉伸性能测试,研究了合金显微组织的演变规律及其对拉伸性能的影响。结果表明,合金铸态组织主要包括γ基体、γ′相、碳化物及γ/γ′共晶,碳化物多分布于晶内枝晶干和晶界。固溶处理后,γ′相由大、小两种尺寸的组成,碳化物发生"碎化",且由γ′相包覆,同时枝晶间处析出了细小的MC型碳化物。高温(1100℃)时效热处理使γ′相长大,同时再次析出细小γ′相;低温(870℃)时效热处理则使γ′相形貌接近长方形。拉伸性能结果表明,合金经固溶热处理和时效热处理后的抗拉强度相近,但时效热处理后的伸长率有所增加。     

时效温度对非平衡凝固K424合金析出相及硬度的影响

采用铜模喷铸与等温时效相结合的方法,研究了快冷K424高温合金的非平衡凝固组织及其沉淀相析出行为。结果表明,铜模喷铸合金组织发生了显著细化,二次枝晶间距相比铸态大幅降低,溶质偏析的减弱有利于抑制粗大碳化物及共晶组织形成。随铜模内径下降,枝晶形貌由无方向性等轴晶逐渐转变为择优生长的定向枝晶。经800~1000℃等温时效30min后,快冷合金的过饱和固溶体组织中开始析出γ′相。随时效温度提高,沉淀相尺寸及体积分数同时增加。900℃×30min时效后可获得大量细小均匀的球形γ′相,快冷合金的显微硬度(HV)高达478,相比原始非平衡态合金提高了13%。     

固溶处理对1种镍基单晶高温合金组织的影响

采用光镜、扫描电镜对1种镍基单晶高温合金的铸态组织和不同温度固溶处理后的组织进行了观察，研究了不同温度固溶处理对γ′相尺寸、γ／γ′共晶、成分偏析的影响。结果表明：合金枝晶间γ′相的固溶温度高于枝晶干γ′相的固溶温度，随固溶处理温度的升高，γ′相尺寸略有增加，γ／γ′共晶量及成分偏析降低；1290℃，4h，AC固溶处理后合金枝晶干、间γ′相全部固溶，1310℃，4h，AC固溶处理后合金中γ/γ′共晶全部消除，1320℃固溶处理时，合金中出现初溶现象；确定1310℃，4h，AC为合金的固溶处理工艺。     

激光增材制造DD98M高温合金组织及稳定性研究

采用激光增材制造技术制备了DD98M镍基高温合金管状试样,研究了其沉积态、固溶时效态和长期时效态微观组织变化,对比分析了沉积态和固溶时效态试样中γ'相尺寸分布及在1000℃长期时效时γ'相的演化规律。结果表明:沉积态组织主要由外延生长的微细柱晶组成,枝晶间无γ-γ'共晶组织析出,试样中γ'相体积分数约为70%。合金中元素微偏析造成了枝晶干和枝晶间γ'相尺寸差异,其中枝晶干处为210 nm,枝晶间为560 nm。经固溶时效处理后,γ'相(约370 nm)均匀分布在γ基体上,其尺寸分布符合LSW模型。经1000℃长期时效500 h后,合金组织中无TCP相(拓扑密排相)生成,γ'相仍保持立方形貌,其尺寸几乎保持不变。固溶时效处理后,合金显微硬度从沉积态时的4420 MPa增加至4870 MPa,长期时效能降低合金硬度,降幅约5.9%。     

热处理对DZ125定向凝固合金组织结构与蠕变行为的影响

通过不同条件蠕变性能测试及组织形貌观察,研究了热处理对DZ125合金的组织结构演变和蠕变行为的影响规律。结果表明,铸态合金的枝晶间区域存在较多放射状的共晶组织,在枝晶间和枝晶干处部分γ′相呈蝶形形态且γ′相尺寸具有较大差异。铸态合金的共晶组织及γ′相在固溶过程中被溶解,并在随后的冷却过程中类菱形的细小γ′相自γ基体中析出;一次时效期间,类菱形的细小γ′相发生钝化并长大直至转变成立方体形态;二次时效期间,γ′相的尺寸基本不变,但立方度增加,合金的组织结构为γ′相以共格方式自γ基体中析出。在热处理过程中基本消除了合金中的共晶组织,并提高了γ′相的立方度,但并未消除合金中的组织不均匀性,枝晶干区域的立方γ′相尺寸细小,而枝晶间区域的立方γ′相尺寸粗大,并且合金在980 ℃具有良好的抗蠕变性能。     

时效处理对优质GH738合金组织及力学性能的影响

采用力学性能测试与组织观察相结合的方式研究了时效温度和保温时间对优质GH738合金组织及性能的影响规律。结果表明,时效温度和时间均会对γ′相的体积分数和尺寸产生影响。当时效温度在720~800 ℃时,随着时效温度升高,合金强度下降,一次和二次γ′相分别长大30 nm和8 nm,一次γ′相体积分数增加,二次γ′相体积分数减少,时效温度为800 ℃时一次γ′相体积分数达到峰值,约为8%。当保温时间为0~48 h时,随时效时间延长,合金强度先升高后降低,两类γ′相分别长大20 nm和6 nm,一次γ′相体积分数先增后减,二次γ′相体积分数则变化相反。当保温时间为8 h时,两类γ′相体积分数分别达到峰/谷值,含量约为8%和12%。γ′相尺寸和体积分数的变化,特别是体积分数的变化,导致位错的两种强化机制作用效果不同,致使强度发生变化。     

Effect of melt superheat on microstructure of Al4Fe2Mn1.5 Monel alloy

The effect of melt superheat on microstructure of Al4Fe2Mn1.5 Monel alloy made by vacuum melting method was studied. The results show that the alloy consists of dendritic γ matrix and γ′ phase, wherein γ′ phase has two morphologies at different melt superheat. One is divorced eutectic γ′ which distributes in the interdendritic area, the other distributes dispersedly in single particle on the dendritic arm and exists in the petalform shape in the transition area between dendritic arm and interdendritic area. With the increase of superheat, the dendrite becomes finer, the primary dendritic arm is melted off and the secondary dendritic arm spacing decreases. The size of γ′ phase distributed on the dendritic arm becomes smaller and the divorced eutectic γ′ phase increases.     

Inconel718合金金属注射成形制备过程及力学性能

以Inconel718气雾化预合金粉末为原料,采用金属注射成形(MIM)工艺制备Inconel718合金材料.研究Inconel718合金烧结、热等静压(HIP)、热处理对合金显微组织、密度和力学性能的影响.结果表明:经1275 ℃烧结后,烧结体的相对密度达到98%.烧结体经HIP处理后,达到全致密.经烧结+HIP+热处理后,组织弥散析出了大量的γ″相和γ′相,其室温抗拉强度为1250 MPa,延伸率为21.7%;650 ℃抗拉强度为1177 MPa,延伸率为16.6%,其达到或超过了同牌号锻造合金的性能.     

Microstructural Instability of an Experimental Nickel-Based Single-Crystal Superalloy

Microstructural instability with the precipitation of topologically close-packed (TCP) phases of an experimental nickel-based single-crystal superalloy has been investigated. A significant amount of σ phases are distinguished in the interdendritic region of the as-cast samples after thermal exposure at 900 °C for 1000 h. The σ phases are preferentially precipitated at the periphery of coarse γ/γ′ eutectic, and their morphological evolution from needles to granules is observed. Microstructural analysis suggests that the local segregation of Cr and Ti at the periphery of coarse γ/γ′ eutectic accounts for the formation of σ phases in the as-cast samples. After heat treatment with low solution temperature and short holding time, the dendritic segregation of alloying elements (i.e., W, Re, Ti and Ta) and the volume fraction of γ′ phase in the interdendritic region are similar to that of the as-cast samples. However, no TCP phases are present in the interdendritic region of the heat-treated samples after thermal exposure, which is primarily ascribed to the elimination of local segregation of Cr and Ti near the coarse γ/γ′ eutectic. Moreover, small quantities of μ phases are precipitated in the secondary dendrite arm near the interdendritic region after thermal exposure, due to the increased volume fraction of γ′ phase and the concomitant enrichment of W and Re in the γ matrix.     

热等静压工艺对K4125镍基高温合金显微组织的影响

采用3组不同参数的热等静压(HIP)工艺对K4125镍基高温合金进行显微组织演变研究。结果表明,3种热等静压工艺制备的合金中Hf、Mo等在MC碳化物中的分布区域略有不同,Ta、Mo、Co、Cr、Ti及Al等为正偏析元素,W、Ni为负偏析元素,与其他元素相比较,Ni、Co、Cr偏析程度较小,提高热等静压温度及压力,各元素的偏析程度均有所降低,γ/γ′共晶组织含量逐渐减少,同时枝晶干γ′相的尺寸显著降低,但面积分数无明显变化。此外,3种热等静压合金均出现大块状MC碳化物碎化、二次MC碳化物析出及晶界细小碳化物形成等现象,提高热等静压温度及压力后,这种现象加剧,且碳化物中Ta、Ti含量降低,TaC、TiC的分解倾向增加。     

Zr52.5CU17.9Ni14.6Al10Ti5块体非晶退火后的力学性能

观察亲测试了Ｚｒ５２．５Ｃｕ１７．９Ｎｉ１４．６Ａｌ１０Ｔｉ５块体非晶在不同退火条件下的显微组织与力学性能,等温退火后可以得到尺寸约为３０－６０ｎｍ金属间化合物相用分布在非晶基体上的混合结构,研究表明：Ｐ块体非晶的压缩屈服强度为１．６６ＧＰａ,断裂强度为１．７８ＧＰａ,塑性约为０．５％,等温退火后,材料强度随着析出纳米相的体积分数（Ｖ）的培加发生明显的变化,Ｖ＝１８％时为１．９１ＧＰａ,Ｖ＝４７＾     

Microstructures and mechanical behavior of Inconel 718 fabricated by selective laser melting

In this study Inconel 718 cylinders were fabricated by selective laser melting in either argon or nitrogen gas from a pre-alloyed powder. As-fabricated cylinders oriented in the build direction (z-axis) and perpendicular to the build direction (x-axis) exhibited columnar grains and arrays of γ″ (body-centered tetragonal) Ni₃Nb oblate ellipsoidal precipitates oriented in a strong [2 0 0] texture determined by combined optical metallography, transmission electron microscopy, and X-ray diffraction analysis. Fabricated and hot isostatic pressed (HIP) components exhibited a more pronounced [2 0 0] columnar γ″ phase precipitate architecture parallel to the laser beam or build direction (spaced at ∼0.8 μm), and a partially recrystallized fcc grain structure. Fabricated and annealed (1160 °C for 4 h) components were ∼50% recrystallized and the recrystallized regions contained spheroidal γ′ precipitates distributed in a dense field of fine γ″ precipitates. The γ″ precipitates were always observed to be coincident with {1 0 0} planes of the γ-fcc NiCr matrix. Some δ phase precipitates in the unrecrystallized/recrystallized interfaces and recrystallized grain boundaries were also observed in the annealed samples. The microindentation (Vickers) hardness was 3.9 GPa for the as-fabricated materials, 5.7 GPa for the HIP material, and 4.6 GPa for the annealed material. Corresponding tensile properties were comparable with wrought Inconel 718 alloy.