热处理对喷射成形镍基高温合金γ'相的影响

采用光学显微镜和扫描电镜研究了热处理对喷射成形镍基高温合金GH742y组织的影响.结果表明:采用合适的热处理工艺能使沉积态合金中疏松组织减少,随着固溶温度的升高,合金的晶粒尺寸没有发生明显的变化.在 1140℃及其以上温度固溶处理时,γ ′能够完全固溶于基体.在1140℃固溶处理后进行时效处理,随时效时间延长,γ′相平均半径逐渐增大,并且在时效初期γ′相长大速度较快,在时效后期γ′相长大趋势变缓.γ′相的大小和分布随加热温度和保温时间的变化而变化.γ′相的形貌随着时效时间的延长,由梅花状逐渐变得圆润,而分布则越来越不平衡,聚集并长大.     

新型镍基合金静态再结晶规律研究

为了研究形变量和加热温度对新型镍基合金晶粒尺寸的影响规律,对该合金进行了静态再结晶实验,并用光学显微镜观察了其微观组织变化.合金静态再结晶实验结果表明,冷变形试样在γ′相完全熔解温度以下时,延长保温时间对晶粒尺寸的影响不大;在γ′相完全熔解温度以上时,随保温时间的延长晶粒长大效果显著.     

焊后热处理对高温合金异种材料焊接组织的影响

针对含有较多合金元素的镍基单晶高温合金熔焊焊接性能较差的问题,采用扫描电子显微镜、背散射衍射分析和显微硬度仪等手段,研究了镍基单晶高温合金DD8和钴基等轴晶K640M的氩弧焊焊接显微组织特征.结果表明,焊接后接头形成定向柱晶区、熔合区和母材区.对实验合金进行焊后热处理后发现,熔合区和定向柱晶区中γ相发生长大,且Co等元素的分布趋于均匀,焊接残余应力的存在导致个别位置出现再结晶现象.热处理前后接头内显微硬度无明显变化.     

两种取向Ni3Al基单晶高温合金的组织和拉伸性能

为了研究晶体取向对Ni₃Al基单晶高温合金组织和力学性能的影响,采用扫描电镜和拉伸试验机研究了[001]和[111]两种取向合金的显微组织和拉伸性能.结果表明：经过热处理后,在单晶棒横截面内[001]取向合金γ′相为立方形,[111]取向合金γ′相为三角形或六角形;[001]和[111]取向合金存在屈服强度随温度升高而升高的反常屈服现象;[001]与[111]取向合金均呈现明显加工硬化现象,两种取向合金的屈服强度峰值范围分别为600～800℃与400～600℃;两种取向合金均表现为韧性断裂.     

热处理工艺对K445抗热腐蚀高温合金中γ相的影响

针对燃气轮机叶片的材料、制造工艺对燃气轮机的影响问题,研制了一种新型抗热腐蚀高温合金K445,它可作为燃气轮机的叶片材料.在研究中主要探讨了固溶处理及时效处理对γ相尺寸、形态和分布的影响.结果表明,随固溶处理温度的升高,γ相尺寸增加,长大激活能为162kJ/mol.合金中枝晶间γ相的固溶温度高于枝晶干γ相的固溶温度.当固溶温度达到1160℃时,枝晶干γ相开始固溶,当温度达到1200℃时,二次γ相完全溶解;固溶保温时间为1～3h时,γ相出现分裂花样,4h时γ相发生定向排列;二级时效使γ相尺寸和数量增加,而一级时效后γ相呈双态分布.通过调整热处理工艺,可改变γ相的尺寸、形态和分布,改善合金性能,进一步发挥合金潜力     

一种单晶镍基合金热处理制度的研究

通过对一种单晶镍基合金的差热曲线分析和不同条件热处理后的组织形貌观察，制定合金热处理工艺，并研究了热处理期间γ′相的组织演化规律.结果表明，实验用合金的热处理“窗口”是1 272～1 320 ℃，在1 300 ℃时，γ′相有最大的溶解速度，1 040 ℃析出的γ′相最为稳定，在该温度时效50 h后，γ′相长大，且呈球状和条状形貌，γ′/γ两相之间出现界面位错.因此，确定出该合金的热处理工艺为1 280 ℃,4 h,A.C+1 300 ℃,4 h,A.C+1 040 ℃,4 h,A.C+870 ℃,24 h,A.C.一次时效促使γ′相长大呈立方体形貌；二次时效期间，γ′相略有长大，立方度增加，排列更加规则.     

基于微观胞元的镍基单晶合金应力松弛数值模拟

对DD3镍基单晶高温合金薄壁圆筒试样在680 ℃进行了拉/扭低周疲劳试验,基于单晶合金的微观结构特性,建立了γ/γ′双相微观多胞元力学模型,采用双线性随动Hill硬化模型,对试样进行拉/扭循环位移加载有限元数值模拟。研究结果表明：高温非对称循环载荷下,试样轴向表现出应力松弛行为和非弹性形变累积,其中基体相最先出现塑性累积变形,导致低周疲劳破坏。数值模拟研究发现,使用单个胞元模型进行拉/扭多轴位移加载,会出现边界应力畸变现象,与试验结果不相吻合,而采用多个胞元力学模型则可以避免发生边界应力畸变现象,能够更好地模拟高温非对称循环载荷下的应力松弛行为和对单晶合金进行应力弱化损伤研究。     

Re质量分数对单晶高温合金组织和性能的影响

为了研究Re在单晶高温合金中的作用,基于Rene N5的合金成分,调整了Re的质量分数,拉制了Re质量分数分别为2.5%、3%和3.5%的三种不同镍基单晶高温合金,研究了Re质量分数的变化对合金组织及持久性能的影响.研究结果表明:完全热处理后,三种合金都获得了规则的立方体形γ′相,随着Re质量分数的增加,γ′相尺寸逐渐减小.在982 ℃/248 MPa的持久条件下,随着Re质量分数的增加,合金的持久寿命呈先增加后降低的趋势; 在持久试验过程中,三种合金中均析出了μ相,且随着Re质量分数的增加,μ相含量逐渐增加.在871 ℃/552 MPa的持久条件下,合金的持久寿命随着Re质量分数的增加而增加,没有μ相析出.     

工艺参数对一种镍基单晶高温合金TLP接头组织的影响

研究了用Ni-Cr-B中间层合金在不同连接温度和连接时间条件下TLP连接一种镍基单晶高温合金,观察其接头组织变化。TLP接头分为三个典型的区域:接头中心的共晶区、位于共晶区两侧的等温凝固区和位于基体中的扩散影响区。接头中心形成Cr2B+γ和Ni3B+γ两种共晶;等温凝固区为γ镍基固溶体;在扩散区上形成M3B2析出相。随连接温度的升高或连接时间的延长均有助于共晶区硼化物析出相的分解和扩散,促进等温凝固界面由接头两侧向接头中心生长,促使扩散影响区的析出相继续长大并向基体内扩散。     

退火处理对激光选区激光熔化成形Ti-6Al-4V合金的显微组织和力学性能影响

利用激光选区熔化技术(SLM)制备Ti-6Al-4V合金,并研究退火处理对该合金的相转变、元素扩散、显微组织结构以及力学性能的影响.结果表明,随着退火温度的升高,钒元素富集在α′相并且α′相在973 K转变为α+β双相组织.在973 K,α′相所形成的马氏体组织转变为细小等轴显微组织,且该等轴组织随温度的升高发生显著粗...     

高强韧活塞铝合金在高温时效过程中的组织与性能演变

为了预测新型活塞铝合金在高温工况下的服役寿命,文中以Pandat软件平衡计算相图为基础,采用布氏硬度和拉伸性能测试分析了该合金在150～500℃下时效0～100 h后的力学性能变化规律,并利用金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察了其显微组织,研究了显微组织对力学性能的影响机理。研究结果表明:该合金在150～500℃时效后的力学性能先下降后上升,350℃时力学性能最低,150℃时硬度曲线出现强化双峰;时效温度为250～500℃时,析出相θ聚集长大,导致合金的力学性能下降;当时效温度达到425℃后,基体析出大量的粒状富镍相和纳米相,导致力学性能下降幅度变小;当时效温度达到450℃后,α-Al固溶体中脱溶析出细小硅相,并聚集长大,提高了合金硬度。     

工艺参数对镍基单晶高温合金DD98瞬态液相连接组织的影响

利用Ni-Cr-Co-W-B合金作为中间层合金对DD98镍基单晶高温合金进行瞬态液相连接,利用光学显微镜和扫描电镜对不同连接温度和时间下的接头组织进行观察分析,结果表明,连接区域由连接区,扩散区和基体区组成,随着连接温度的提高或保温时间的延长,连接区上的残余液相宽度逐渐变窄.     

Mg-Sr-Zn-Y合金组织结构与高温压缩变形行为研究

采用＂熔-浸＂还原法,制备了Mg-Sr-Y和Mg-Sr-Zn-Y合金.借助于XRD鉴定了Mg-Sr-Zn-Y合金的相组成;利用OM、SEM观察了Mg-Sr-Y和Mg-Sr-Zn-Y合金的显微组织;利用带有加热装置的万能拉伸试验机进行了高温压缩试验;论述了Mg-Sr-Zn-Y合金高温压缩变形机制.结果表明,添加金属Zn和稀土Y元素,明显改善Mg-Sr合金的显微组织,提高了其高温压缩性能.     

退火温度对共晶和单相Al-Co-Cr-Fe-Ni高熵合金显微组织及硬度的影响

采用电弧熔炼法制备了4个铸态为FCC+B2共晶组织和B2单相的Al-Co-Cr-Fe-Ni高熵合金,分析了其相变点,并研究了600,800,1000℃下真空退火10 d对这些合金显微组织及硬度的影响.研究表明:AlCoCrFeNi2.1和Al0.75 Co1.25 CrFeNi合金的共晶反应温度分别为1344℃和1359℃.600～1000℃退火10 d对AlCoCrFeNi2.1高熵合金的显微组织无明显影响;而随着退火温度的增加,Al0.75Co1.25CrFeNi合金中共晶组织的两相层片间距增加.随着Al含量的增加,AlxCo2-xCrFeNi合金的B2相稳定性增加,合金的固相线温度明显升高,显微硬度也明显增加.铸态为B2单相的AlCoCrFeNi合金加热到605.7℃以上会转变为组织细小的FCC+B2+σ三相;继续加热到906.8℃以上,σ相消失,FCC相呈大块状分布.而Al1.75Co0.25CrF-eNi合金需要加热到982.4℃以上才会分解为两种不同成分的B2相.实验发现:退火温度越高,合金的显微硬度越低,这些合金在800℃以下都具有较高的硬度.     

高温应力时效后T91钢组织与性能的演变

为研究电站高温金属部件在高温应力作用下显微组织老化损伤程度的演化规律,设计了高温应力时效老化试验,对供货态T91钢在不同温度不同应力条件下进行高温时效老化.用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、定量金相和显微硬度等试验方法研究组织性能变化.结果表明,T91经不同温度老化后的微观组织随着温度和应力的升高,回火马氏体位向特征分散,晶界和晶内沉淀相粒子尺寸粗化,沉淀相颗粒Feret直径从原始供货态0.200μm增加到0.435μm.在相同温度下应力对组织老化的影响明显,马氏体板条内位错密度降低,板条亚结构退化,马氏体板条特征逐渐消失.随着温度的提高硬度呈现加速下降变化趋势,硬度的下降与析出相颗粒尺寸的增加同步变化,且变化趋势相似.     

镍基高温合金磨削烧伤机理

本文通过镍基高温合金的磨削试验,发现镍基高温合金在发生磨削烧伤时,其磨削表面颜色、表面纹理、表面显微硬度、磨削力和磨削温度均随烧伤程度不同而变化。在此基础上,探讨了镍基高温合金的磨削烧伤机理。     

枝晶间距对镍基单晶合金蠕变性能的影响

为了研究枝晶间距对镍基单晶合金组织与蠕变性能的影响,采用不同抽拉速率制备出两种不同枝晶间距的单晶镍基合金.通过蠕变性能测试及组织形貌观察,研究了枝晶间距对合金成分偏析及蠕变性能的影响.结果表明,随着合金枝晶间距的减小,元素成分偏析程度降低,且在相同热处理条件下,枝晶间距较小的合金具有较好的蠕变性能.合金在稳态蠕变期间的变形机制是位错攀移越过筏状γ′相,而蠕变后期的变形机制是位错在基体中滑移和切入筏状γ′相.蠕变断裂后,在试样不同区域筏状γ′相具有不同的形貌,在远离断口区域,筏状γ′相与应力轴方向垂直,而在近断口区域,筏状γ′相尺寸及扭曲程度均增加.     

高温下弹簧钢剪切模量的试验研究

基于改进的扭转试验装置,试验研究了硅锰合金弹簧钢的剪切模量在高温下的变化规律。试验结果表明,加热时间为零的情况下,剪切模量随温度的升高而线性降低;低于300℃时,剪切模量随加热时间的增长而缓慢减少,减小量可以忽略不计;在300℃～400℃条件下,剪切模量随时间的增长而线性减小,减小率随温度的升高而线性增大。根据实验结果,建立了剪切模量在不同温度和不同经历时间下的影响函数G(T,t),并成功预测了不同试样尺寸和不同扭转角度的材料剪切模量。     

热处理对65Mn锯片用钢组织及性能的影响

对轧制态65Mn锯片用钢在740℃球化退火保温120 min后,分别在800~880℃范围内进行油淬并在370~450℃温度范围内进行回火处理.采用光学显微镜、万能力学性能试验机、冲击试验机及洛氏硬度计分别分析其金相显微组织、力学性能变化规律.结果表明:淬火组织为淬火马氏体+残余奥氏体;随着淬火温度的升高,淬火马氏体组织不断长大;硬度随淬火温度的升高由800℃的58 HRC逐渐提高到880℃的66 HRC.随着回火温度的升高,试样的组织由淬火马氏体逐渐转化为回火马氏体、回火马氏体+回火屈氏体组织,强度、硬度逐步降低,而塑性、韧性相应提高;在410℃附近出现了回火脆性.最佳热处理工艺为840℃(保温20 min)淬火+430℃(保温120 min)回火.     

镍基高温合金磨削烧伤机理

本文通过镍基高温合金的磨削试验，发现镍基高温合金在发生磨削烧伤时，其磨削表面颜色，表面纹理，表面显微硬度，磨削力和磨削温度均随烧伤程度不同而变化。在此基础上，探讨了镍基高温合金的磨削烧伤机理。