熔体过热处理技术及其在镍基高温合金中的应用研究进展

镍基高温合金是先进航空发动机高温叶片不可或缺的关键核心材料,目前通过合金化来提高其承温能力已趋于极限。研究表明,材料熔体结构对合金凝固过程、凝固组织、性能以及成形质量具有重要的影响。熔体结构的变化能够直接导致熔体特性发生改变,进而对性能产生影响,然而在实际合金的制备过程中,熔体结构的作用通常被忽略。熔体过热处理技术通过利用合金熔体的遗传效应,将高温熔体的结构保留到低温熔体,从而大幅提高合金性能。系统介绍了熔体过热的原理、主要处理技术以及如何通过X射线衍射和物性参数测量来确定熔体过热处理参数,重点介绍了熔体过热处理技术在优化高温合金凝固组织和提升性能方面的应用,最后提出了熔体过热处理技术发展的方向和面临的挑战。     

熔体过热处理对690合金显微组织的影响

用金相、扫描和透射电镜研究了690合金经1450-1550℃,5 min熔本过热处理对合金再结晶组织和显微硬度的影响。结果表明,690合金中凝固析出的TiN的体积分数和平均尺寸随着熔体过热温度的升高而降低,其形态由规则的块状转变为颗粒状。经均匀化退火后,TiN的体积分数有所增加,而平均尺寸却有所降低。再结晶退火的过程中有大量亚微米尺度的Ti(C,N)弥散析出,其析出量随着熔体过热温度的升高而增加,这些细小的Ti(C,N)粒子可以起到沉淀强化的作用,提高690合金的显微硬度。     

过热合金熔体的几种物性滞后效应

过热处理的合金熔体会使熔体结构状态发生不可逆变化，。这种不可逆变化与合金熔体中的结构不均匀性有关，即熔体过热处理引起非均匀形核中心数量的不可逆变化，导致熔体粘滞性η和熔质扩散系数DL出现滞后效应。     

金属熔体结构及其控制技术的研究进展

综述了国内外在熔体结构研究方面的现状与进展,介绍了通过控制合金熔体的预结晶状态来改善合金组织和性能的相关技术及成果。可以得出:温度和压力可使金属熔体发生液/液结构转变,金属熔体结构随温度的变化存在滞后性,利用熔体结构随温度变化的滞后性可控制合金的凝固过程、明显细化合金的凝固组织、大大提高合金的力学性能。     

熔体过热对镍基高温合金凝固组织及性能的影响研究

基于对镍基高温合金熔体结构的认识,选择合适的熔体过热温度、过热时间和浇注温度,熔体过热处理可有效改善镍基高温合金的凝固组织并提高合金的力学性能.本文介绍了国内外熔体过热对镍基高温合金凝固组织及力学性能的研究进展.     

熔体深过冷过共晶铝硅合金的凝固组织研究

本工作采用熔体急冷装置对过共晶铝硅熔体进行深过冷处理,采用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪等手段,研究了硅含量和熔炼工艺对熔体深过冷过共晶铝硅合金凝固组织的影响。研究结果表明,合金在800℃熔炼,保温时间为30 min时,熔体深过冷处理可抑制Al-(14～18) Si合金熔体在凝固过程中初晶硅的析出。当Al-18Si合金在800℃熔炼,保温时间超过30 min时,深过冷Al-18Si合金熔体在室温金属模型中凝固时可完全抑制初晶硅的析出,获得无初晶硅的凝固组织。     

过热合金熔体的几种物性滞后效应

过热处理的合金熔体会使熔体结构状态发生不可逆变化。这种不可逆变化与合金熔体中结构不均匀性有关 ,即熔体过热处理引起非均匀形核中心数量的不可逆变化 ,导致熔体粘滞性 η和溶质扩散系数DL 出现滞后效应     

铸造过热度和热处理对CoCrMo合金显微组织的影响

研究了CoCrMo合金普通壳型铸造工艺下过热度和高温固溶热处理对显微组织的影响。结果表明:CoCrMo合金在铸态下碳化物主要以大块状共晶状M23C6碳化物存在;随着过热度的增加,碳化物共晶团的尺寸增大,导致室温拉伸性能降低。CoCrMo合金经过高温固溶热处理后,大部分大块状共晶碳化物发生溶解和分解,以细小的颗粒状M23C6碳化物析出并均匀分布于基体,抗拉强度、屈服强度和伸长率得到很大的提高。均匀细小分布的碳化物有利于提高CoCrMo合金的室温拉伸性能。     

7175合金锻件热处理工艺的研究

对用于航空工业的美国牌号７１７５铝合金锻件进行了六种热处理工艺研究。结果表明，采用该工艺生产的锻件，各项性能均满足美国ＡＭＳ４１４９标准的要求，从而为我国航空工业采用该合金材料奠定了基础。     

高温合金热处理工艺研究进展

高温合金是一类在高温及一定应力条件下长期工作的高温金属材料,具有良好的综合性能,被广泛地应用于航空航天等领域。适当的热处理工艺通过改变合金的微观组织来提升其性能。总结了近几年高温合金热处理工艺的研究进展,详细论述了变形高温合金、铸造高温合金和粉末高温合金的热处理工艺及热处理对其组织和性能的影响,并阐述了高温合金热处理工艺的发展趋势。     

Microstructure Formation in Al-Bi-Co Immiscible Alloys Directionally Solidified with Different Melt Superheat Temperatures

The directional solidification has been carried out for the Al-4Bi-2.5Co (wt pct) alloys with different melt superheat temperatures. The microstructure characterization and the quantitative metallographic analysis have been performed. The results indicated that the Bi-rich sphere size and cellular spacing decrease with increasing melt superheat temperature. The interaction between the advancing solidification interface and the Bi-rich spheres with different sizes was analyzed. The effect of the melt superheat treatment on microstructure evolution was discussed for the immiscible alloys. The microstructure development in ternary Al-Bi-Co alloys directionally solidified with different melt superheat temperatures was clarified.     

镁合金液除气工艺参数的优化

利用镁合金快速定量测氢仪研究了通Ar除气对AZ91镁合金熔体除气处理的效果,以及通Ar流量、通Ar时间及精炼温度三因子对精炼效果的影响.运用正交试验方法找到了通Ar除气工艺的最佳工艺参数匹配,即通Ar流量为1～1.5L/min,通Ar时间为20～25min,镁液温度为725～750℃.揭示了主要工艺参数对镁合金熔体净化的影响规律.     

蒸发器出口过热度对汽车空调性能影响的实验研究

蒸发器出口过热度是制冷系统运行状态的一种特殊表征,为了研究在汽车空调中,蒸发器出口过热度对于蒸发器能力和系统影响的大小,本文在标准汽车空调实验台下实验,通过一种新型电子膨胀阀对蒸发器出口过热度进行控制,研究蒸发器出口过热度对于汽车空调性能、COP等参数的影响,研究结果表明,蒸发器能力随蒸发器出口过热度的减小而增大,在本文研究的系统中蒸发器的能力最多能被提升19.4%,系统COP随蒸发器出口过热度的减小先增大后减小,存在最大值,在本文研究的系统中系统COP最多能被提升17.8%。     

过热度对无铅焊锡雾化粉末特性的影响

利用自行设计的超音速雾化制粉装置,研究了合金过热度对SnAgCu系无铅焊锡粉末有效雾化率、粒度分布、球形度及含氧量的影响.结果表明:随着合金过热度升高,粉末粒度有明显变细趋势,粉末氧含量随着过热度的升高而急剧增大;在其他条件不变,过热度为150℃时,雾化粉末的有效雾化率最高,且球形度较好.与SnPb雾化粉末相比,Sn3Ag2.8Cu无铅焊锡粉末具有较低的含氧量和较高的有效雾化率;Sn3Ag2.8CuCe具有较高的氧含量,有效雾化率高于SnPb,低于Sn3Ag2.8Cu.     

Effects of Melt Thermal Treatment on A356 Alloy

To increase the casting quality of hypoeutectic Al-Si alloys, the effects of melt thermal treatment on the solidification structure of the A356 alloy were analyzed by a factorial experiment, in which the overheated melt was mixed with the low temperature melt. Experimental results show that the elongation ratio and strength of the treated samples increase remarkably compared with the control sample. The primary dendrite size reduces dramatically and the dendrite changes from columnar to equiaxed, with a little change of the secondary dendrite arm spacing (SDAS). Combined with the measurement of the nucleation undercooling, it is concluded that the solidification structure and refining effect are dependent primarily on the low temperature melt. The refining mechanism is believed as a result of the multiplication of the nuclei in the melt thermal treatment procedure.     

出口过热度对CO_2微通道蒸发器性能的影响

本文理论分析了影响CO_2微通道蒸发器制冷能力的关键因素,搭建CO_2微通道蒸发器测试实验台,采用CO_2电子膨胀阀实现过热度调节,研究了蒸发器出口过热度对制冷能力以及出风温度的影响。研究表明:相比于其他制冷剂,CO_2出口过热度对蒸发器制冷能力的影响较大,蒸发器的性能随出口过热度的减小而提升,随着过热度的减小,制冷能力的提升存在3个具有显著差异的阶段,系统中蒸发器的性能随过热度减小最多提升57.9%。此外,采用了红外线热像仪拍摄和均布热电偶的方法,得到出风温度和蒸发器表面温度的分布规律,结果表明出风温度随过热度的减小有更好的均匀性。     

Effect of Melt Superheating Treatment on Directional Solidification Interface Morphology of Multi-component Alloy

The influence of melt superheating treatment on the solid/liquid (S/L) interface morphology of directionally solidified Ni-based superalloy DZ125 is investigated to elucidate the relationship between melt characteristic and S/L interface stability. The results indicate that the interface morphology is not only related to the withdrawal velocity (R) but also to the melt superheating temperature (Ts) when the thermal gradient of solidification interface remains constant for different Ts with appropriate superheating treatment regulation. The interface morphology changes from cell to plane at R of 1.1 μm/s when Ts increases from 1500°C to 1650°C, and maintains plane with further elevated Ts of 1750°C. However, the interface morphology changes from coarse dendrite to cell and then to cellular dendrite at R of 2.25 μm/s when Ts increases from 1500°C to 1650°C and then to 1750°C. It is proved that the solidification onset temperature and the solidification interval undergo the nonlinear variation when Ts increases from 1500°C to 1680°C, and the turning point is 1650°C at which the solidification onset temperature and the solidification interval are all minimum. This indicates that the melt superheating treatment enhances the solidification interface stability and has important effect on the solidification characteristics.