Al含量对GH4169镍基合金组织及其稳定性的影响

GH4169合金中当Al含量处于合金标准范围内(0.45%)时,其晶内强化相γ″和γ′分开析出,晶界主要析出相为δ相;当Al含量为1.24%以上时,合金晶内析出γ″/γ′包覆组织",晶界δ相显著减少,而析出了大量的Laves相和少量的M7C3相及σ相.680℃,1000 h长期时效后,高Al合金中"包覆组织"长大缓慢,但晶界相数量显著增加,尺寸明显长大,而且析出了α-Cr相.随Al含量增加,这种趋势更加明显.Al含量增加显著地降低合金的室温冲击韧性,680℃长期时效后,冲击值更低.     

高Al,Ti镍基合金中网状γ′相的定量测定

铸造镍基高温合金如M17G,M17,M17E中Al+Ti含量分别为9.65,9.90及10.10,其γ′相含量也较高。合金的高温强度在很大程度上取决于γ′相的数量,所以准确地测定γ′相含量是值得重视的。通常采用电解提取的方法,在过钝化溶解的条件下使基体充分溶解,定量地保留γ′相来测定其含量。但由于Al,Ti含量提高,γ′相含量增加,经过较高温度、较长时间的时效,在电解提取γ′相时,虽然基体溶解掉,但γ′相却常常牢固地附着在样品表面上,不     

镍基合金中γ′相界面的强化设计

采用第一原理分子轨道离散变分Xα法，研究在镍基合金中加Ir合金化的作用，以及在镍基合金中存在B，C，N，H，O，P或S时对γ相和γ′相界面结合强度的影响。证明Ir合金化后，使γ相和γ′相的晶格错配度向负值变化，提高键重叠集居数和总键序。在镍基合金中存在的S，P，H，O，N，B或C，对γ－Ni/γ′-Ni3Al相界面结合力有明显影响，其中C，B和N显著增强两相的界面，相反S和P则减弱相界的结合。     

γ—TiAl基合金块状组织中孪晶与反相畴界的相互作用

研究了Ti-47Al-2Nb-1Mn块状组织中孪晶与反相畴界相互作用的3种形式。结果表明：当孪晶与反相畴界相交或反相畴界终止在孪晶上时,孪晶通常较厚;而当二者相互终止在彼此末端时,孪晶通常较薄;在两者相互终止之前,孪晶通常存在一个由厚到薄的过程。由此证明,在块状转变发生的过程中,孪晶与反相畴界之间必然存在着某种密切的联系,使其产生上述3种作用形式。     

L12结构Ni74.5Pd2Al23.5合金的反相畴界能

应用TEM弱束技术，测得Ll2结构的Ni74.5Pd2Al23.5合金（111）和（100）面的反相畴界APB能分别为（144±20）mJ／m2和（102±11）mJ／m2．实验数据与Ni3Al的APB能数据接近因此，Ni74．5Pd2Al23．5合金塑性的提高与合金APB能的大小无明显关系     

盐对GH37镍基合金蠕变性能的影响

研究了纯 Na_2SO_4,10%NaCl+90%Na_2SO_4和20%NaCl+80%Na_2SO_4三种盐沉积对 GH37镍基合金在750—850℃范围内蠕变性能的影响.结果表明前两种盐对蠕变性能无明显影响,而20%NaCl+80%Na_2SO_4混合盐当沉积量达到3mg/cm~2时严重地缩短蠕变断裂时间,并降低蠕变断裂延伸率.沉积在合金表面的20%NaCl+80%Na_2SO_4混合盐破坏了氧化膜 Cr_2O_3的保护作用,在合金表层同时发生均匀腐蚀和沿晶腐蚀,在基体一侧产生贫 Cr 带,同时氧和硫沿晶界侵入,外力作用下发生沿晶开裂.表层沿晶裂纹和体内蠕变产生的沿晶裂纹相互联结大大地缩短了蠕变第二阶段的时间,导致过早断裂.     

硼含量对镍基合金GH4049晶界析出相和高温性能的影响

在晶界面上用萃取碳复型技术研究了镍基合金GH4049(Ni-15Co-10Cr-5．5W-5Mo-4．2Al-1．5Ti)中与B和C的晶界偏聚效应密切相关的二次析出相特征．B含量低于0．008％时,因固溶B／C(原子比)很低,晶界析出大尺寸MC薄膜和M6C枝晶片以及薄膜状M23C6,不利于高温塑性和持久寿命．B含量为0．011％和0．018％时,固溶B／C(原子比)虽仅为0．667和0．941,已可减少和全部抑制上述碳化物的析出,代之以弥散M3B2颗粒,高温性能大幅度上升．但B含量过高,M3B2密集析出,高温性能下降．降低固溶冷却速度而使B和C原子向晶界长程偏聚,可促进M3B2析出,改善MC的形貌并抑制M6C和M23C6析出。     

GH99镍基合金焊接热裂纹的动态过程研究

本文利用高温金相显微镜直接观察GH99镍基高温合金钨极氩弧焊焊缝和热影响区在1200℃和一定应力、应变条件下的组织变化和热裂纹的起始、扩展、断裂的动态过程,研究合金的化学成分、组织及所受应力、应变对焊接热裂纹(结晶裂纹和液化裂纹)的影响。研究结果表明,影响热裂纹的主要因素是合金的化学成分,尤其是Al、Ti含量及Al/Ti(含量)比值,应力和应变也有一定的影响。化学成分决定了合金的零塑性温度,零塑性温度较高的合金的热裂纹倾向小,低者热裂纹倾向大。     

Ni基合金γ／γ′相界Ir合金化时结构特性的第一原理研究

采用非相对论第一原理分子轨道DV-Xα模型簇方法,计算了Ni基单晶超合金γ/γ'相界的电子结构,并从键重替聚居数(QAB)、界面原子层间的部分键合强度,以及界面原子局域环境总键合强度几个方面,对Ir合金化前后γ/γ'界面的结构稳定性、脆化特性、相间断裂的难易程度等几个方面对γ/γ'相界的结构特性进行了分析。结果表明:Ir合金化能增强γ/γ'界面Ni-Ni与Ni-Al原子间的键合强度,价键强度的增加有如下的变化趋势:QNi-Ni相似文献   

时效热处理对GH99中强化相γ'相的影响

采用透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)分析了不同时效热处理制度下镍基GH99高温合金中γ'相的尺寸、形貌变化,采用维氏硬度计测试不同时效热处理制度下的合金硬度。结果表明:γ'相随着时效温度的升高和保温时间的延长而明显粗化,其粗化符合沉淀相粗化理论(LSW理论);随着γ'相的不断长大,部分γ'相的形貌由球形转变为立方形。经计算得到γ'相长大激活能约为248.8 k J/mol。此外发现硬度随γ'相尺寸的增大而逐渐增大,但当γ'相尺寸超过37.2 nm时,硬度随γ'相长大呈下降趋势,在750℃时得到合金的最大硬度为395.16 HV。     

镍含量对Co-8.8Al-9.8W基合金时效组织演变与γ′相溶解行为的影响

为了研究镍含量(5、15、25和35,at%)对Co-8.8Al-9.8W基高温合金时效组织演变及γ′强化相溶解行为的影响,运用SEM、XRD等对时效处理后合金的γ′相微观组织结构演变、γ′相相转变温度和显微硬度进行了研究。结果表明,Ni含量增加,γ′相溶解温度出现不同程度的提高,γ′相的体积分数也在逐渐增加。当Co-8.8Al-9.8W合金中Ni添加量为25%时,γ′强化相的溶解温度达到了1100℃。合金固相线温度和γ′相的形貌未发生明显变化。4种不同镍含量合金经900℃/50 h热处理后,基体均为典型的γ/γ′两相组织。经900℃/100 h热处理后,γ′相的体积分数出现不同程度的降低,且γ′相发生了明显的粗化。对4种合金900℃/50 h和900℃/100 h的显微硬度测量结果表明,当Ni含量由5%增加至15%时,其显微硬度升高;当Ni含量进一步增加时,合金的显微硬度却降低。合金的时效处理时间由50 h延长至100 h时,γ′相的体积分数减少并伴随着γ′相的粗化,导致Co-8.8Al-9.8W基合金的显微硬度降低。     

Nb和Al对γ-TiAl基合金高温强度的影响

研究了Nb对γ TiAl基合金性能的影响 ,结果表明 ,高Nb合金化能大大提高γ TiAl基合金的高温强度 ,合金含Nb量越高 ,强度就越高。TEM观察表明 ,Nb对γ TiAl性能的影响类似于氧元素 ,增强d—d键的方向性 ,增加普通位错的P N力 ,提高普通位错开动的临界分切应力和滑移阻力。Al对γ TiAl合金性能的影响是通过影响合金中的α2 相含量来影响其性能的。随合金中Al含量升高 ,α2 相含量减少 ,位错运动非热激活阻力降低 ,合金的强度下降。     

一种单晶镍基合金压缩蠕变期间γ′相的定向粗化

对［001］取向单晶镍基合金恒温恒载压缩蠕变不同时间的组织形貌进行SEM和TEM观察表明：蠕变初期,两立方γ′相沿平行于应力轴方向扩散相连定向生长成为条形筏结构;垂直通道中基体[001］晶向共格应变量减小,应变能降低是合金元素定向扩散形成γ′相筏结构的驱动力;压缩与拉伸蠕变相比较,γ′相形筏所需要的时间较长,应力较大     

Hf含量对镍基粉末高温合金中γ′相形态的影响

研究了含Hf镍基粉末高温合金在长期时效处理过程中γ′相形态的演化过程.结果表明:合金在高温长期处理过程中立方状γ′相发生分裂、呈现出二重平行状和八重小立方体组态.八重小立方体组态作为择优形态不再发生分裂,处于低能稳定状态.不同Hf含量合金的错配度发生明显变化,γ′相的长大或粗化过程可以粗略地分为"界面控制"和"应变控制"2个阶段,γ′相间弹性相互作用能对合金中析出相的形态变化起着重要作用.     

镍基合金γ''''相亚点阵成分的最优化测算及其应用

综合考虑镍基合金γ'相中原子尺寸失配和电负性因素对γ'相亚点阵成分的影响,建立了用于预测γ'相亚点阵成分 的最优化数学模型.根据已知的γ'相成分,采用迭代替换方法确定优化问题中亚点阵成分变量的取值范围,运用分层宽容多目标 优化法,计算了γ'相中合金元素在Ni位置和Al位置的浓度.利用已知γ'相成分和点阵常数数据对计算结果进行了验证,证 实了该方法的可用性及其准确性.     

碳在GH99镍基高温合金中的行为及其对持久性能的影响

在GH_99镍基合金中,无论加入多少碳,固溶在基体中碳的数量均相等(约为0.019wt-%),其余的碳则形成一次碳化物.合金在持久试验过程中,沿着与外力垂直的一次碳化物相界面产生裂口.出现这种裂口的一次碳化物的临界直径为0.80±0.05μm.合金中碳含量愈高,等于和大于这个临界尺寸的一次碳化物的数量就愈多,持久寿命降低的程度也就愈严重.合金的碳含量不超过0.05wt-%时,可显著地减少达到临界尺寸的一次碳化物数量.此外,与外力平行的晶界(纵向晶界)上的M_23C_6碳化物,朝着与外力垂直的晶界(横向晶界)上迁移,致使横向晶界上的M_23C_6数量增多且趋向连成一片.这必然弱化了晶界,损害持久性能.     

一种测算镍基合金γ′相亚点阵元素浓度及点阵常数的方法

分别建立了有序结构γ相亚点阵中原子置换行为引起的体应变最小和不同密排方向上原子尺寸失配度最小的目标函数,并给出了两个亚点阵(顶角与面心)之间元素含量平衡分配及其范围的约束条件.以单晶合金CMSX-2和SRR99为对象,使用Powell和Simplex复合优化算法,分别计算了γ相单位晶胞两个亚点阵中的元素浓度(原子位置浓度)和亚点阵分数(单位晶胞内顶角和面心原子各占百分数);此外,建立了已知亚点阵元素浓度计算γ相点阵常数的算式,并将其分别用于Ni3Al和上述两种合金γ相的点阵常数计算.将上述计算结果与用原子探针场离子显微分析导出的元素出现概率法所得亚点阵元素浓度进行了比较,并将计算与报道所得γ相点阵常数进行了比较,吻合性良好.从而,给出了一种只需知道有序结构相成分,即可测算其单位晶胞中亚点阵元素浓度及点阵常数的新方法.     

GH4169合金中γ′，γ″相含量比值的测定

用阳极选择性电解脱溶相分离方法及原子吸光法测定GH4169合金中δ，，NbC,(γ′ γ″）相含量，并根据析出相的类型和组成，测定不同变形量GH4169合金中γ′，γ″相含量的比值为Wγ：Wγ≈1：3。     

热加工参数对GH4700镍基合金组织的影响

借助Gleeble1500热模拟实验机,对GH4700镍基合金热加工组织演变规律进行了研究.结果表明:合金在热压缩过程中发生了动态再结晶,形核地点主要为晶界、原始晶粒内部的大块一次碳化物和晶内的形变带.随着热加工温度的升高和应变速率的减小,动态再结晶比例增大,晶粒尺寸减小.GH4700合金电渣锭在温度1140～1170℃、应变速率0.01～0.1s-1条件下开坯,可以获得晶粒均匀的组织.