铸型温度对单晶高温合金叶片凝固组织的影响

在高温度梯度真空定向凝固炉中,采用螺旋选晶法通过3种不同铸型温度分别制备了[001]取向的DD6单晶高温合金叶片,利用光学显微镜和扫描电镜观察了不同工艺条件下合金的铸态组织,研究了铸型温度对单晶高温合金凝固组织的影响。结果表明,随着铸型温度的升高,合金的一次枝晶间距和二次枝晶间距变小,合金元素的偏析程度降低,枝晶干和枝晶间的铸态γ′相尺寸减小,共晶的尺寸和含量稍有减小,显微疏松的尺寸和体积分数稍有减小。     

铼在镍基单晶高温合金中的作用

镍基单晶高温合金因其优异的高温强度和良好的组织稳定性,广泛应用于航空航天领域.为了提高其承温能力,自第二代开始镍基单晶高温合金中便加入了铼(Re).经过几十年的发展,镍基单晶高温合金已经发展到第七代,Re已经成为了先进镍基单品高温合金中不可缺少的元素.简述了镍基单晶高温合金的发展历程,综述了Re对镍基单品高温合金显微组...     

新型镍基抗热腐蚀长寿命定向凝固高温合金的显微组织

本文对一种新型镍基抗热腐蚀长寿命定向凝固合金的显微组织进行了研究，对铸态及热处理态各组成相的分布和形态作了分析说明．     

含5%铬镍基单晶高温合金相分析

近年来单晶技术的发展解决了镍基高温合金晶界强化问题,使镍基高温合金具有优良的综合性能。合金的高温性能除取决于合金成份和工艺外,还必需进行适宜的热处理。对于新型单晶合金应选择合适的固溶温度,尽可能使铸态粗化γ′,相固溶而使显微组织均匀化,以便时效时能保证析出大量均匀弥散的γ′,相(二次γ′),这种弥散γ′相能提供在一定γ′体积百分数下的最佳蠕变抗力。为了研究不同固溶温度对NASAIR—100合金的组织和性能的影     

一种镍基单晶高温合金的再结晶

 研究了喷丸压力和喷丸时间对一种镍基单晶高温合金再结晶的影响。运用再结晶动力学,分析并探讨了喷丸处理后镍基单晶高温合金的再结晶动力学特征。结果表明:在固溶处理条件下,该镍基单晶高温合金很容易发生再结晶。喷丸处理压力越大,再结晶趋势越强。     

纯镍板焊缝区胞状晶形成机制浅析

一般金属在定向凝固条件下会形成胞状晶或柱状晶,胞状晶的生长与宏观热流方向平行且与晶体学取向无关.文章对轧制纯镍板的焊缝区金相观察到了明显的胞状晶,显现出晶体学的择优取向,说明变形织构可能导致金属熔体在等轴凝固条件下也能形成胞状晶.     

Re对耐腐蚀镍基定向高温合金组织及持久寿命的影响

优化设计了4种不同Re含量的耐腐蚀定向镍基高温合金,含Re分别为0%,1%,2%和3%(质量分数)。对比了不同Re含量合金的铸态枝晶、γ’相形貌及持久性能试样的断口筏排化组织,测试了不同Re含量合金热处理态的980℃/200 MPa持久寿命,研究了Re对耐腐蚀镍基定向合金组织及持久寿命的影响。研究表明:随着Re含量的增加,合金的一次枝晶间距减小;γ’相尺寸减小,立方化程度增加;蠕变试样的筏排组织更加细化、完善与稳定,因此,合金持久寿命提高。     

凝固界面形态对Ni基单晶高温合金组织和性能的影响

本文研究了凝固界面形态对镍基单晶高温合金铸态及固溶处理态的组织和高温持久性能的影响。结果表明,当凝固界面形态从平面向胞状、粗枝、细枝转变时,铸态组织中γ/γ′共晶量增加、γ′尺寸减小且形状趋于立方形、弥散γ′量增加、γ/γ′相界面由非共格变为共格。铸态高温持久寿命由低到高的次序是:胞状、平面、粗枝,细枝。平面、胞状单晶采用1300℃×4 h A.C.处理,枝状单晶采用1320℃×4 h A.C.处理后,平面、胞状单晶的γ′量少于枝状单晶,γ′规则程度不如枝状单晶,γ′尺寸小于枝状单晶。热处理态单晶的的高温持久寿命由低到高的次序是:平面、胞状、细枝,粗枝。     

Ru对镍基高温合金组织形貌的影响

设计并制备两种镍基高温合金,通过组织形貌观察和蠕变性能测试,研究了Ru对镍基高温合金组织形貌及高温蠕变性能的影响。结果表明,Ru对铸态合金的一次/二次枝晶间距无明显影响;相较于无Ru合金,含Ru合金在铸态条件下,枝晶间和枝晶干γ'相的形貌差别较小,两区域的立方度均更好,尤其是在枝晶间区域的相形貌更规则;对两种合金进行完全热处理,含Ru合金的γ'相立方度更高,排列更为规则,含Ru合金γ'相的体积分数为68%。在高温条件下对两种合金进行蠕变性能测试,含Ru合金的高温蠕变寿命明显高于无Ru合金。     

几种典型镍基单晶高温合金成分设计的热力学分析

利用热力学计算软件JMatPro和相应的镍基高温合金数据库,研究了几种典型镍基单晶高温合金和GE公司的低Re成分单晶高温合金专利,分析了合金成分设计中与单晶叶片设计、微观组织稳定性以及加工工艺性能密切相关的一系列参数,包括合金的初熔温度、密度、γ'相体积分数、γ/γ'相错配度、TCP相含量、热加工窗口以及糊状区区间等,...     

Mo含量对第四代单晶高温合金 组织及稳定性的影响

为优化第四代单晶高温合金的Mo含量，在真空定向凝固炉中采用选晶法制备1 % Mo和3 % Mo的2种单晶高温合金, 采用JMatPro软件计算了不同Mo含量合金相图，通过扫描电镜和能谱仪研究Mo含量对合金凝固特征，铸态组织，热处理组织和1 100 ℃/1 000 h长期时效组织的影响.结果表明，随着Mo含量增加，固液相线下移，糊状区变宽，γ′相和TCP相含量增加；铸态合金中共晶含量减少，γ相尺寸减小，其均匀化和立方化程度稍有增加；此外，热处理组织中γ′相立方化程度增加，长期时效组织中TCP相析出量增加，合金的组织稳定性下降.      

IF钢晶体取向与纳米力学性能的原位分析

为了研究材料微区力学性能与多晶体取向之间的直接定量联系,以IF钢(无间隙原子钢)为例,分析了不同晶体取向与纳米力学性能之间的关系。首先利用高温激光扫描共聚焦显微镜(HLSM)对IF钢样品进行退火处理,以保证原位分析的有效性,然后通过电子背散射衍射(EBSD)对退火前后的标定区域进行晶体取向分析,得出晶体取向的原位变化规律,最后利用纳米压痕仪测试标定区域的微观力学性能。结果表明,不同晶体取向晶粒的杨氏模量不同,在原子间距较小的<111>晶体学方向上,杨氏模量值较高,在原子间距较大的<001>晶体学方向上,杨氏模量值较低,并通过理论计算验证了试验结果。退火后,不同晶体取向的晶粒硬度没有明显的规律性,但晶粒内位错密度显著降低,硬度比冷轧态明显下降,随着退火温度的升高,硬度降低速度变缓。     

On the Solidification and Phase Stability of a Co-Cr-Fe-Ni-Ti High-Entropy Alloy

In the present study, a Co1.5CrFeNi1.5Ti0.5 high-entropy alloy has been investigated for its high-temperature microstructural stability. This material is shown to possess mainly a face-centered cubic (FCC) structure; the η phase is present at the interdendritic region in the as-cast condition, and it is stable between 1073 K and 1273 K (800 °C and 1000 °C); γ′ particles are found throughout the microstructures below 1073 K (800 °C). Segregation analysis has been conducted on a single crystal sample fabricated by a directional solidification process with a single crystal seed. Results show that Co, Cr, and Fe partition toward the dendritic region, while Ni and Ti partition toward the interdendritic areas. Scheil analysis indicates that the solid–liquid partitioning ratio of each element is very similar to those in typical single crystal superalloys.     

单晶锗微切削温度场建模及实验分析

针对单晶锗微切削热传导问题,采用移动热源法分别建立了在剪切滑移面热源和前刀面摩擦热源作用下单晶锗的微切削温升理论模型,计算了单晶锗三种切削速度下的最高切削温度,同时以同类硬脆性材料单晶硅的切削温度对此模型进行了验证。通过单点金刚石车削实验,利用红外热像仪对单晶锗微切削过程中的温度进行了在线测量。实验测量结果与模型计算结果对比发现,不同切削速度下,单晶锗的最高切削温度变化趋势一致,切削速度越大温度越高,其相对误差在2.56%～6.64%之间;单晶硅的最高切削温度相对误差为3.84%。模型能够对单晶锗及同类硬脆性材料的温度场进行较准确的预测,为研究其热效应提供进一步理论支持。      

Influence of yttrium addition on high temperature oxidation resistance of single crystal superalloy

Two experimental single crystal superalloys Y-free alloy and Y-containing alloy were cast in the directionally solidified furnace, while other alloying element contents were basically kept unchanged. T...     

强变冷形单晶铜线退火过程组织性能演变研究

经强冷变形后的单晶铜线会产生明显的亚结构。在退火过程中该亚结构将发生转变．以中拉单晶铜线为对象,通过金相、力学性能测试法、电阻测试等手段研究了经强冷变形后的单晶铜线在不同退火工艺制度下的组织性能变化和再结晶过程．研究结果表明：加工态单晶铜线材的再结晶温度开始在250℃左右,比相同冷变形率下的SCR连铸纯铜杆的再结晶温度高约50℃．强冷变形单晶铜线再结晶形核的孕育期随温度升高而缩短．500。C时的孕育期不足2min．单晶铜在退火的回复阶段导电性能得到改善,但温度较高发生再结晶时,由于晶界数量的不断增加,有抑制电阻率减小的作用．强冷变形后的单晶铜线要想恢复足够的塑性,则难以避免成为多晶,如果既要恢复单晶铜线的塑性和导电性,又要维持单晶的组织形态,进行高温超短时间退火将有助于解决这一问题．     

Effects of a High Magnetic Field on the Microstructure of Ni-Based Single-Crystal Superalloys During Directional Solidification

High magnetic fields are widely used to improve the microstructure and properties of materials during the solidification process. During the preparation of single-crystal turbine blades, the microstructure of the superalloy is the main factor that determines its mechanical properties. In this work, the effects of a high magnetic field on the microstructure of Ni-based single-crystal superalloys PWA1483 and CMSX-4 during directional solidification were investigated experimentally. The results showed that the magnetic field modified the primary dendrite arm spacing, γ′ phase size, and microsegregation of the superalloys. In addition, the size and volume fractions of γ/γ′ eutectic and the microporosity were decreased in a high magnetic field. Analysis of variance (ANOVA) results showed that the effect of a high magnetic field on the microstructure during directional solidification was significant (p < 0.05). Based on both experimental results and theoretical analysis, the modification of microstructure was attributed to thermoelectric magnetic convection occurring in the interdendritic regions under a high magnetic field. The present work provides a new method to optimize the microstructure of Ni-based single-crystal superalloy blades by applying a high magnetic field.     

Al含量对镍基单晶高温合金组织 和持久性能的影响

采用选晶法在定向凝固炉中制备了5.6 % Al和6.0 % Al的2种单晶高温合金,保持其它合金元素含量相同,热处理后在1 040 ℃长期时效800 h,采用扫描电镜研究了Al含量对合金共晶含量、热处理组织、长期时效组织和持久性能的影响.结果表明,随着Al含量增加,合金铸态组织中的共晶含量稍有增加,热处理组织中枝晶干γ′相无明显变化,枝晶间的γ′相稍有增大.随着Al含量增加,合金时效组织中TCP相析出量增加,枝晶间γ′相筏排化倾向增加,合金的组织稳定性变差.随着Al含量增加,合金的持久寿命增加,延伸率和断面收缩率减小.      

Relationship between crystal growth mode, preferred orientation and magnetostriction of (Tb0.3Dy0.7)Fe1.95 alloys

The relationship between crystal growth mode, preferred orientation and magnetostrictive properties of (Tb0.3Dy0.7)Fe1.95 alloys was investigated at different directional solidification rates. The results showed that preferred orientation had a strong influence on the characteristics of (Tb0.3Dy0.7)Fe1.95 alloys. At lower solidification rates, the sample with <110> preferred orientation showed larger low-field magnetostriction and apparent compressive stress effect. The excessive solidification rate resulted in failure of preferred orientation and a poor magnetostrictive performance. With an increase in solidification rates, the crystal growth modes changed gradually from cellular and primary dendrite morphology to developed dendritic morphology. In addition, domain configurations were observed using magnetic force microscopy, and the change of magnetostrictive properties was interpreted in terms of revealing the domain configurations.     

铼对单晶高温合金γ、γ′相的影响

 以DD6合金为基础，适当调整铼含量，浇注出4种不同铼含量的单晶合金。通过对标准热处理后合金试样扫描电镜和透射电镜的观察、测量和分析，研究了铼含量对热处理合金γ、γ′相尺寸、分布、体积分数以及合金元素在两相间的分配行为的影响。结果表明，铼对上述各因素的影响显著。