固溶处理对镍基高温合金的拉伸性能的影响

研究了各种不同固溶温度及冷却介质对镍基高温合金室温、高温拉伸性能的影响,详细研究了合金在1 100℃下固溶处理后的拉伸性能;并对拉伸实验所得到的断口进行了分析.实验结果表明:固溶处理空冷试样拉伸强度大于水冷试样拉伸强度,但其以延伸率为代表的塑性却小于水冷试样;拉伸强度随固溶温度的增加而降低.确定1 120℃左右为最佳固溶处理温度,水冷为最佳冷却制度.     

镍基K423合金铸造叶片返修规范的研究

K423合金是一种应用广泛的镍基铸造高温合金,它具有良好的热强性能和工艺性能.但因其含有较多的Co、Cr、Mo、Ti等元素,合金饱和度大,不仅铸态下存在初生σ相,而且长期使用过程中也析出大量的σ相,这使合金的冲击韧性和室温拉伸塑性均有明显的恶化.采用固溶处理,可以基本消除叶片在长期使用过程中析出的σ相,有效地改善性能,提高叶片的返修寿命.     

硼对K423合金力学性能的影响

采用金相、电镜、相分析以及性能测试等手段,研究了K423合金中硼化物的结构、分布、数量以及硼对合金持久、拉伸、冲击和冷热疲劳等性能的影响.结果表明硼含量控制在0.005%～0.015%时,该合金可获得较好的综合力学性能.     

铸造工艺对K423A合金力学性能的影响

 系统地研究了浇注温度和模壳温度对铸造高温合金K423A室温拉伸性能和850 ℃/325 MPa下持久性能的影响。研究结果表明：浇注温度和模壳温度对铸造高温合金K423A的力学性能有较大的影响。当浇注温度为1 380 ℃、模壳温度为850 ℃~1 050 ℃以及浇注温度为1 440 ℃、模壳温度为850 ℃时,合金的室温拉伸性能和高温持久性能均较好,合金具有最佳的综合力学性能。当浇注温度和模壳温度为其余几种组合时,合金的力学性能有不同程度的下降。当浇注温度为1 440 ℃~1 500 ℃、模壳温度为1 050 ℃以及浇注温度为1 440 ℃、模壳温度为950 ℃时,合金的力学性能较差,在生产中应避免采用。     

固溶冷速对一种难变形镍基高温合金组织及性能的影响

研究了不同固溶冷速对一种难变形镍基高温合金组织及性能的影响,观察了合金的显微组织、冲击断口形貌、碳化物以及γ′相分布情况,并检测了其抗拉强度和持久寿命.结果表明：经过1 140℃固溶后,随着冷速的降低(风冷>空冷>控温慢冷),合金中析出的碳化物数量增多且尺寸增大,γ′相形貌发生变化且尺寸增大(170 nm→230 nm→680 nm),合金的抗拉强度和持久寿命显著降低(650℃+863 MPa, 169 h→91 h; 750℃+588 MPa, 130 h→94.3 h).在固溶后的冷却过程中冷速较慢,析出并长大的γ′相会与奥氏体基体的晶界有充分的时间发生交互作用.大角度的奥氏体晶界成为合金元素的快速扩展通道,使得晶界处γ′相的长大速度远大于晶内γ′相的长大速度,γ′相的形貌也从花瓣状长成条带状.综合分析,低冷速只能提升该合金的冲击吸收功和断后伸长率,而高冷速能大大提升合金的持久寿命.     

铸造镍基高温合金K35的高温力学和高温氧化行为

研究了某燃气轮机动力涡轮叶片材料K35合金的高温拉伸、蠕变和持久以及氧化动力学行为.结果表明,在室温至950℃的温度范围内,K35合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率等瞬时拉伸性能与IN738合金相当,但K35合金的成本远低于后者.K35合金的高温蠕变曲线表现为较短的减速阶段和加速阶段以及非常长的稳态阶段.在900℃、150～200MPa条件下的表观应力指数值是13,说明K35合金具有较高的蠕变抗力.TEM观察表明,K35合金的蠕变变形机制受控于位错通过球形γ'相的Orowan绕越过程.SEM观察表明K35合金的蠕变断裂是一个沿晶破坏过程,蠕变断裂特性服从Monkman-Grant规律.在同一温度下,K35合金的高温比强度与IN738合金相当.K35合金800℃的高温氧化动力学曲线服从抛物线规律,属于完全抗氧化级.K35合金的表面氧化膜以Cr2O3为主,也含有少量的NiCr2O4尖晶石和TiO/TiO2相.K35合金在高温氧化期间发生沿晶界或枝晶间的内氧化行为.氧化层分为3部分,分别是疏松的氧化外层,致密的氧化内层和内氧化层.     

固溶处理GH169合金的相分析

GH169合金系Ni—Fe基高温合金,它含有较高的铌,使形成大量弥散的丁″(体心四方Ni_3Nb),对合金起主要强化作用;含有少量的铝和钛以形成厂′相共同强化合金。此外,合金中还存在少量的NbC、8(正交晶系Ni_3Nb)等相。合金的相组成比较复杂。     

长期时效对不同固溶处理喷射成形FGH100L合金组织中γ'相的影响

对喷射成形镍基高温合金FGH100L分别进行亚固溶和过固溶热处理,采用扫描电镜研究了长期时效对合金中γ′相尺寸和形貌的影响。结果表明:亚固溶热处理合金中有四种尺寸的γ′相,在长期时效过程中,一次、二次和大三次γ'相尺寸均有明显增长,小三次γ'相尺寸略有减小,四种γ'相长大规律均不符合Lifshitz,Slyozov和Wagner（LWS）粗化模型。一次γ'相、二次γ'相和大三次γ'相出现相似的分裂现象,二次γ'相在时效500 h后出现不稳定生长现象,合金中无拓扑密排（TCP）相析出。过固溶热处理合金中有三种尺寸的γ′相,在长期时效过程中,一次γ'相尺寸略有增长,二次γ'相和三次γ'相尺寸并没有明显变化,三种γ'相长大规律均不符合LSW粗化模型。一次γ'相和三次γ'相形貌基本不变,二次γ'相处于正在分裂状态,没有完全分裂,合金中无TCP相析出。过固溶热处理合金的γ'相尺寸和形貌变化比亚固溶热处理合金小,前者组织稳定性更高。     

高温均匀化对GH4710镍基合金组织及性能的影响

对真空感应+真空自耗双联工艺冶炼的GH4710镍基合金铸锭进行两段式高温均匀化热处理,采用金相显微镜观察了热处理前后铸锭的微观组织和晶粒尺寸,利用扫描电镜、电子探针对热处理前后铸锭中合金元素的分布及含量进行测定,计算了铸锭不同部位各种元素的偏析指数。研究结果表明,采取(1 150±10)℃×30 h-(1 200±10)℃×50 h的二段式热处理工艺,有效消除了GH4710镍基合金铸锭组织中的共晶相,降低了铸锭成分偏析,显著提高锻造棒材的力学性能。在980℃,120 N/mm²的试验条件下,持久性能达到了126、134 h,较铸锭未均匀化生产的53、74 h,提高了一倍左右,持久伸长率也提高了50%以上。     

固溶温度对GH742y合金组织及性能的影响

 研究了不同固溶温度对GH742y合金组织及性能的影响。结果表明：经1 140~1 180 ℃固溶处理后，GH742y合金中一次γ′相全部溶入基体，晶粒度明显长大到3~4级；采用(1 040±10)℃×4 h，AC+1 140 ℃×8 h，AC+850 ℃×6 h，AC+(780±10)℃×(10~16)h的热处理后，获得了均匀细小的γ′相，而且合金的综合性能最佳。     

碳含量对K423高温合金组织及性能的影响

本文研究了碳元素对K423高温合金组织及性能的影响.结果表明,随着碳含量的增加,室温拉伸强度变化不大,塑性有所降低.850℃拉伸强度变化亦不明显,而屈服强度略有增加.850℃、325 MPa条件下随着碳含量的增加,持久寿命升高,塑性也有所增加.在850℃下,合金的组织会发生变化,而碳含量的增加,增强了K423合金的组织稳定性,抑制了有害相的析出.金相观测结果也表明,铸态下,本成分合金都未发现TCP相.经850℃热处理一定时间后,发现有σ相析出,且随电子空位数的增加,析出的σ相数量也增多.本文还利用电子空位数理论对不同合金成分进行了计算,碳含量升高,合金电子空位数降低,即合金的组织稳定性增强.综合力学性能测试结果、金相观测和电子空位数计算的结果可看出,适当提高合金的碳含量有益于K423合金性能的提高.     

计算机辅助精密铸造技术在铸造高温合金方面的应用

系统地介绍了计算机辅助精密铸造技术(CAICT),它是将3维CAD、快速成型、铸造过程数值模拟和精密铸造等先进工艺集成化的先进制造技术.采用这种技术可以大大缩短复杂铸件的研制时间,降低研制成本.还介绍了钢铁研究总院计算机辅助精密铸造技术方面的研究成果在铸造高温合金中的应用.展望了计算机辅助精密铸造技术的发展趋势.     

高温合金整体叶轮控晶铸造工艺及其应用研究

系统地研究了高温合金整体叶轮控晶铸造工艺方法.研究结果表明,铸型搅动可使整体叶轮的轮盘晶粒度达到ASTM2～3级(0.18～0.125 mm),叶片的晶粒尺寸可任意控制.     

Evolution of Micro-Pores in a Single-Crystal Nickel-Based Superalloy During Solution Heat Treatment

Evolution of micro-pores in a third-generation single-crystal nickel-based superalloy during solution heat treatment at 1603 K (1330 °C) was investigated by X-ray computed tomography. 3D information including morphology, size, number, and volume fraction of micro-pores formed during solidification (S-pores) and solution (H-pores) was analyzed. The growth behaviors of both S-pores and H-pores can be related to the vacancy formation and diffusion during heat treatment.     

High-Temperature Compression Behavior of Cast and Homogenized IN939 Superalloy

Hot deformation behavior of IN-939 superalloy was investigated in this work. Hot compression experiments were performed at temperatures of 1273 K, 1323 K, 1373 K, and 1423 K (1000 °C, 1050 °C, 1100 °C, and 1150 °C) at strain rates of 0.001, 0.01, 0.1, and 1 s^?1 up to a true strain of 0.8. Then variations in stress-strain curves as well as changes in microstructures of various hot-deformed samples were studied. At 1273 K to 1323 K (1000 °C to 1050 °C), dynamic recovery (DRV), and at 1373 K to 1423 K (1100 °C to 1150 °C), dynamic recrystallization (DRX), were recognized to be the main mechanisms of the alloy softening during hot compression tests. The relationships between flow stress, strain rate, and temperature were mathematically modeled with three well-known equations, and on the basis of those equations, the activation energy of hot deformation was calculated. For improvement of the proposed models, it was necessary to conduct the investigation at two temperature ranges: 1373 K to 1423 K (1100 °C to 1150 °C), in which DRX occurred, and 1273 K to 1323 K (1000 °C to 1050 °C), where DRV as well as γ′ precipitation happened. For each of the temperature ranges, a different value for activation energy was obtained, which in conjunction with the related model, can be used for simulating the deformation behavior of the alloy.     

GH706合金固溶处理温度的探索

对GH706合金固溶热处理制度进行了研究,摸索出合适的热处理工艺制度.