固溶与时效温度对新型粉末高温合金组织和性能的影响

采用JMatPro、光学显微镜(OM)、场发射扫描电镜(FEG-SEM)、电子探针(EPMA)和透射电镜(TEM)研究了固溶与时效温度对新型粉末高温合金NPM01显微组织的影响,分析了合金组织和性能的关系.结果表明:NPMO1合金经1 160～1 190℃亚固溶+740?920 ℃两级时效热处理后,合金中有热等静压过程...     

固溶与时效温度对新型粉末高温合金组织和性能的影响北大核心

采用JMatPro、光学显微镜(OM)、场发射扫描电镜(FEG-SEM)、电子探针(EPMA)和透射电镜(TEM)研究了固溶与时效温度对新型粉末高温合金NPM01显微组织的影响,分析了合金组织和性能的关系。结果表明:NPM01合金经1160~1190℃亚固溶+740~920℃两级时效热处理后,合金中有热等静压过程中未溶解的大尺寸一次γ′相,导致二次γ′相析出数量减少,减弱了γ′相的强化作用;经1190~1220℃过固溶+740~920℃两级时效热处理后,二次γ′相长大至240 nm,沿<100>晶向的棱边中心向内凹陷,出现分裂的现象,三次γ′相粗化至70 nm;经1190~1220℃过固溶+740~890℃两级时效热处理后,二次与三次γ′相体积分数之和达到56%,二次γ′相形态稳定,排列整齐,显著增加了γ′相的强化效果,提高了合金高温强度,750℃/750 MPa条件下持久寿命达到437 h,综合力学性能最佳。     

新型钴基高温合金的组织结构与力学性能

对新设计的三种新型钴基高温合金的组织结构及性能进行了研究.结果表明：钨作为合金的主要固溶元素,其含量必须控制在17.0%～18.5%的范围内,才能有效地起到固溶强化作用.过多的钨元素将形成大量的析出相,晶粒也因此而细化,虽然合金的室温强度会有所提高,但是在1200℃高温下,变得较为薄弱的大量晶界却使强度明显降低.     

镍基高温合金粉末中夹杂的研究

研究了等离子旋转电极雾化FGH95镍基高温合金粉末中夹杂的性质（成分分类和形貌）及粉末处理过程去除非金属夹杂效果的影响,介绍了有效去除非金属夹杂的方法。     

镍基高温合金粉末筛分工艺的研究

介绍了粉末筛分设备及其主要工艺参数 ,并围绕筛分处理的生产效率及粉末质量的影响因素展开了讨论     

倒双级时效对镍基高温合金组织及高温拉伸性能的影响

 研究了固溶+两段时效热处理工艺对镍基高温合金组织及性能的影响。结果表明：镍基高温合金中的γ′相粒子半径大于40 nm时，位错与γ′相的交互作用由切割机制转变为绕过机制，合金强度明显降低；γ′相的长大规律符合Oswald熟化过程规律；合金在第二段时效过程中，晶界碳化物转变成颗粒状，使其塑性显著提高。     

新型镍基粉末高温合金晶粒长大行为研究

对第四代粉末高温合金FGH4108晶粒长大行为进行研究。结果表明,γ′相在完全溶解温度以下固溶处理时,晶粒长大幅度较小,与初始组织差别不大(锻态,3～4μm);当达到γ′相完全溶解温度时,晶粒发生明显长大;超过γ′相完全溶解温度时,晶粒尺寸大幅增加(30～40μm),过固溶的几个温度下晶粒尺寸差别不大;保温初期晶粒尺寸显著增加,一定保温时间后晶粒尺寸不再随时间明显变化。温度和时间对晶粒尺寸的影响都与γ′相对晶界迁移的阻碍作用有关,根据温度和时间的影响,对传统晶粒长大模型中界面迁移的表观激活能(Q)、时间指数(n)和广义迁移率常数(A₀)进行修正,构建了新的模型,模型预测值与实验值的决定系数(R²)为0.9997,均方误差为0.12μm,预测精度较高,晶粒长大曲线各项特征能被准确预测出来。     

热挤压对FGH96镍基粉末高温合金微观组织的影响

研究了热挤压温度、挤压比、挤压速度、挤压前预处理对FGH96镍基粉末高温合金微观组织的影响规律,确定了获得晶粒尺寸小于10 μm的超塑性细晶组织的热挤压方法.研究结果表明,热等静压后FGH96合金发生了再结晶,实现了粉末的完全致密化成形,但晶粒大小极不均匀,且存在明显的原始颗粒边界(PPB)缺陷.采用热挤压前预处理工艺...     

镍基粉末高温合金热变形特性的研究

针对一种镍基粉末高温合金进行了热变形特性的研究.研究结果表明,该合金的最佳变形温度区间为1050～1175℃,最大允许变形量为40%.当变形温度t=1125℃、应变速率ε=101s-1或ε=100 s-1时,热变形后该合金的平均晶粒度为10级.     

氩气雾化镍基粉末高温合金及粉末特性研究进展

概述了国内外镍基粉末高温合金的发展、氩气雾化制粉技术的特点、氩气雾化镍基高温合金粉末的特性和增材制造用镍基高温合金粉末的发展方向,重点介绍了镍基高温合金粉末的形貌与粒度控制、氧化特性、气体脱附行为和缺陷形成及控制措施。讨论了镍基高温合金粉末特性与合金缺陷之间的内在关系,总结了缺陷消除措施的研究进展,明确了未来粉末涡轮盘用氩气雾化镍基高温合金粉末质量优化的发展方向,并对高品质氩气雾化镍基高温合金粉末促进增材制造技术在航空航天领域的应用进行了展望。     

热等静压铁钴镍基高温合金的显微组织和力学性能

以气雾化（gas atomization,GA）粉末为原料,采用热等静压（hot isostatic pressing,HIP）致密化烧结工艺制备Fe18Ni23Co25Cr21Mo8WNbC2铁钴镍基高温合金,研究热等静压温度对致密化Fe18Ni23Co25Cr21Mo8WNbC2粉末高温合金金相组织、力学性能和断口形貌的影响。结果表明:热等静压技术制备的高温合金致密化程度很高,烧结体由（Fe,Ni）固溶体相和弥散分布的M6C碳化物强化相组成;热等静压温度为950~1050 ℃时,烧结体的密度、力学性能随着热等静压烧结温度的提高而提高;当热等静压温度达到1100 ℃时,致密化烧结体晶粒组织明显长大,其力学拉伸性能降低;致密化烧结体的室温拉伸断口以穿晶断裂为主,局部区域晶粒被拉伸开裂,650 ℃高温断口为穿晶断裂和沿晶断裂的混合形貌,基体相存在沿应力方向被拉长的韧窝。     

温度对镍基高温合金粉末氧化行为的影响

通过化学分析、扫描电子显微镜观察、X射线衍射分析及X射线光电子能谱分析等方法, 研究了温度对镍基高温合金粉末氧化行为的影响。结果表明, 室温条件下, 粉末氧含量(质量分数)较低(0.012%), 粉末表面发生部分氧化, 表面存在Ni、Cr、Ti等元素的单质态和以Ni (OH)₂、Cr₂O₃、TiO₂为主的氧化物/氢氧化物; 当温度上升至150 ℃, 氧含量增加不明显; 随着温度进一步提高至250 ℃, 粉末氧含量明显增加, 达到0.034%, 粉末表面全部氧化, 表面主要由Ni (OH)₂、Cr₂O₃、TiO₂组成。温度对镍基高温合金粉末氧化行为影响显著, 合理控制温度可以获得低氧含量的粉末, 本研究所用镍基高温合金粉末大气条件下最高处理温度为150 ℃。     

不同HIP温度下镍基高温合金粉末的组织形貌

研究了镍基高温合金粉末在不同热等静压温度下成形的组织形貌,分析讨论了析出相对晶粒度和形成PPB、残留枝晶的影响,以及消除PPB、残留枝晶所采取的措施.     

新一代镍基变形高温合金GH4065A的组织控制与力学性能

由于GH4065A合金的强化相γ′相的体积分数为43.0%,显微组织演化规律不同于传统的变形高温合金与粉末高温合金。系统分析了GH4065A合金的锻态组织特点与演化机制,发现其显微组织是一种不完全的动态再结晶(DRX)组织,动态再结晶晶粒被大尺寸γ′相限制长大,同时这些γ′相因晶界短路扩散而粗化,而未动态再结晶(unDRX)晶粒内弥散分布的小尺寸γ′相阻碍位错运动,进而形成大量由位错胞壁构成的亚结构。基于合金的锻态组织特点,可以通过固溶处理,利用动态回复(DRV)机制基本消除残留的未动态再结晶组织。根据GH4065A合金γ′相的固溶温度,可将热处理制度分为亚固溶处理与过固溶处理2种,亚固溶处理后的晶粒度为8.0级,过固溶处理的晶粒度为4.0级。经亚固溶处理后,GH4065A合金涡轮盘锻件的力学性能达到了第2代粉末涡轮盘的水平。     

镍基高温合金FGH96粉末脱气行为研究

通过程序升温脱附联合质谱仪(TPD-MS)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等分析手段,研究了脱气温度对镍基高温合金FGH96粉末脱气行为的影响.结果表明:随着加热温度升高,在氦气吹扫的实验条件下,粉末表面发生了氢气(H2)、水(H2O)、一氧化碳(CO)以及二氧化碳(CO2)的脱附,氢...     

新型镍基粉末高温合金热挤压工艺有限元模拟与实验验证

采用有限元模拟的方法对一种新型镍基粉末高温合金热挤压工艺进行了优化设计,分析讨论了几种主要参数对热挤压结果的影响,并通过热挤压实验验证了有限元模拟的可靠性。结果显示,在热挤压过程中,坯料初始温度对应力和温度影响显著,对应变速率和应变无明显影响;挤压杆速度是调整应力和应变速率的重要参数;采用较小的模角（小于45.0°）可以使应力、应变速率、应变和温度分布的均匀性大幅度提高,有效避免挤压棒材开裂和保证显微组织均匀性。由模拟结果推出的主要热挤压参数为:坯料初始温度1100℃,挤压杆速度40 mm·s-1,模角40.0°。将推荐的参数用于热挤压实验,结果证明了有限元分析结果准确,热挤压参数合理。     

氩气雾化Sc、Y微合金化René104镍基高温合金粉末的组织与性能

采用氩气雾化法制备Sc、Y微合金化René104镍基高温合金粉末,分析粉末的粒径分布、形貌、显微组织与性能。结果表明：氩气雾化粉末球形度高,卫星粉和异形粉少,粒径小于53μm的粉末收得率(质量分数)高达52.52%。粉末内部结构致密,显微组织为等轴晶+树枝晶,晶界处出现Ti、Nb、Ta、Mo元素的偏析。经过Sc、Y微合金化的René104镍基高温合金雾化粉末性能得到改善,流动性好,松装密度高,显微硬度、纳米硬度(HV)和弹性模量分别达到360±6、(6.5±0.4) GPa和(102.1±10.6) GPa。     

含Hf和Ta新型镍基高温合金粉末中碳化物相

对含Hf和Ta新型镍基高温合金FGH98Ⅰ等离子旋转电极(PREP)雾化原始和不同温度下预热处理粉末中的碳化物相进行了研究.结果表明:原始粉末中MC'型碳化物可分为两类,一类为富Ti、Ta和Nb,另一类为含Ta、Hf和Zr.两类碳化物均含有一定量非碳化物形成元素Co和Ni及中等强碳化物形成元素Cr和Mo,并以块状、粒状分布于枝晶或胞晶间;随着预热处理温度升高,粉末中富Ti、Ta和Nb的MC'型碳化物转变为MC型碳化物,且其所含Ti、Ta和Nb的总量增大;含Ta、Hf和Zr的MC'型碳化物发生分解和转变,析出稳定的M₂₃C₆、M₆C和MC型碳化物,M₂₃C₆碳化物的析出和溶解温度为950℃和1150℃,M₂₃C₆和M₆C碳化物共存温度为1000～1100℃.另外,粉末中微量元素Hf和Ta主要以碳化物和γ'相参与碳化物反应.     

FGH96镍基粉末高温合金的组织和性能

采用等离子旋转电极法制备FGH96合金粉末,研究了用两种不同成形工艺制备的合金的组织和性能,同时对FGH96粉末高温合金的持久断裂行为和裂纹扩展速率进行了分析和研究。