Nb/Ti比对铸造镍基高温合金长期时效组织演化的影响

采用OM,SEM和TEM等手段,分析了Nb/Ti比对铸造镍基高温合金长期时效微观组织演化的影响.结果表明,在长期时效期间,Nb/Ti比对g'相形貌演化和粗化影响不大,但对g'相体积分数有一定影响.初生MC中Nb/Ti比和(Nb+Ti)/(W+Mo)比与合金Nb/Ti比具有很好的线性关系.随合金Nb/Ti比下降,2个比值线性下降,使MC分解程度提高,热稳定性降低;但是,2个比值的显著改变并不能导致MC分解程度的大幅变化,还存在其它因素对MC热稳定性具有重要影响.MC的分解程度可通过分解前后体积分数的变化来计算,而热稳定性强弱则可由分解程度来定量表达.Nb/Ti比降低,晶界粗化更加严重,晶界析出M23C6的倾向增大,析出M6C的倾向减小.但是,合金中m相的析出演化行为并未受到Nb/Ti比的明显影响.     

铸造镍基高温合金M963的显微组织研究

研究了经 16 5 0℃高温熔体处理后的铸造镍基高温合金M96 3在铸态和热处理态的显微组织 ,测定了其室温和高温拉伸性能。结果表明 ,M 96 3合金在铸态下具有良好的塑性 ,组织由γ固溶基体、γ 析出相及分布在枝晶间的γ +γ 共晶和细小骨架状MC碳化物组成 ;经 12 10℃× 3 5h空冷处理后 ,沿晶界、枝晶界析出方块状M6C碳化物 ,在晶内析出针状M6C碳化物 ,导致拉伸性能尤其是高温拉伸性能显著降低。     

一种铸造镍基高温合金显微组织与力学性能研究

研究了一种铸造镍基高温合金在25～980℃温度范围内的拉伸性能和断裂行为。采用SEM对合金的微观组织和断口形貌进行了研究。研究表明：合金表现出明显的反常现象,屈服与中温脆性行为。随着拉伸温度的升高,合金抗拉和屈服强度先缓慢降低再升高,达到峰值后又快速降低。其中,合金的抗拉强度在700℃达到峰值,屈服强度在800℃达到峰值,而合金的伸长率先缓慢降低再快速升高后趋于平缓,其中,700℃时伸长率最低。合金的这种拉伸行为与显微组织有关,如MC碳化物、γ′相和γ/γ′共晶组织等。     

Ti/Al比对镍基单晶高温合金组织和持久性能的影响

研究了Al+Ti原子总量相同、Ti/Al比不同的3种单晶高温合金的微观组织和持久性能,讨论了无Re单晶高温合金中Al和Ti元素的成分设计原则.利用金相显微镜和扫描电镜对铸态和热处理态组织进行观察和分析;利用透射电镜的EDS对合金元素在两相中的分配比和错配度进行测试和分析.结果表明:随着Ti/Al比的增加,合金铸态枝晶间的r'-r共晶含量略有增加;热处理态r'相尺寸略有降低,r'相形貌逐渐规则,错配度略有降低.Ti/Al比的变化对合金的相变温度影响不大.Ti/Al比的变化对合金元素在两相中的分配有明显的影响,高Ti/Al比使合金元素在r'和r中的分配比更偏离于1.随着Ti/Al比的增加,合金的持久寿命逐渐增加.     

热处理对含铼镍基单晶高温合金显微组织的影响

通过光学显微镜和扫描电镜对一种Ni-Co-Cr-Mo-W-Re-Al-Ta系镍基高温合金经几种固溶热处理后的γ/γ'共晶变化情况,以及时效后γ'相形貌和分布情况进行了研究。结果表明:在1320℃下合金出现初熔现象。随固溶温度的提高,保温时间的延长,γ/γ'共晶减少;时效工艺为1180℃/4h时,一次γ'相的立方度较高,尺寸适中,分布均匀;当时效温度在1200℃以上时,γ基体通道中析出二次γ'相;当时效条件为1250℃/4hAC时,二次γ'相尺寸变大,数量增多。     

铸态Ti44Al6Nb1.0Cr2.0V合金的显微组织及室温拉伸性能（英文）

设计了新型Ti44Al6Nb1.0Cr2.0V合金,并采用真空自耗法熔炼制备尺寸为d225 mm×320 mm的合金锭。结果表明,其层片厚度在780~1830μm范围。此合金表现为一种改进的近片层(M-NL)微观结构,主要由(α2+γ)层片结构和较多的(B2+等轴γ)小块状结构组成。合金的室温拉伸性能适中,在选取的12个研究位置中,5#位置其平均性能达到UTS=499 MPa和σ=0.53%。合金表现出明显的脆性断裂特征,其中穿晶穿片层断裂模式较为普遍。室温拉伸实验后,在γ相中可以观察到101]和1/2112]超位错。大量Nb、Cr、V等元素的加入造成了合金较低的堆垛层错能,这对合金塑性的提升是有益的,但铸造微裂纹导致了合金提早断裂,对性能造成很大影响。     

热处理工艺对含Nb镍基高温合金组织和性能的影响

研究了热处理工艺对含Ｎｂ镍基高温合金组织和性能的影响。结果表明，经１０８０℃固溶热处理８ｈ，７５０℃时效处理１６ｈ，可以获得良好的沉淀强化组织。γ＇相呈球形均匀分布，尺寸和数量适当。Ｍ２３Ｃ６沿晶界呈链状分布。因而使室温强度，塑性和韧性得到良好配合，高温持久断裂时间延长。     

喷射成形镍基高温合金时效行为（英文）

主要研究了喷射成形镍基高温合金的微观组织特征和时效硬化行为。合金经1140℃,8 h固溶处理,然后在780℃,2~12 h时效处理。分别测试了合金显微硬度、析出相大小及形态、电导率和正电子湮没寿命与时效时间的关系。结果表明,在时效8 h时,显微硬度达到最大值,此时γ'长大到临界尺寸56 nm。然而,时效时间超过8 h,合金显微硬度降低,这是由于γ'长大超过了其临界尺寸。随着时效时间延长至6 h,电导率快速增加到其最大值32%IACS,但是正电子湮没寿命则降低到最小值149 ps,在时效时间为10 h时,正电子湮没寿命达到最大值297 ps。这是由在时效过程中γ'尺寸的变化以及缺陷浓度的变化引起的。     

含Ru镍基单晶高温合金显微组织和持久性能研究

采用扫描电子显微镜、电子探针和持久性能测试等手段,研究了一种含Ru镍基单晶高温合金的显微组织、偏析行为和持久性能。结果表明,铸态下,Re、W和Ta、Al分别强烈偏析于枝晶干和枝晶间,而Ru及其他元素分布趋于均匀。标准热处理后,合金枝晶干处的γ′相均呈立方状,体积分数和尺寸为63%和0.48μm。合金在980℃/250 MPa、1 100℃/140 MPa和1 120℃/135 MPa条件下的持久寿命分别是364 h、125 h、78 h。长期热处理后,γ′相发生长大粗化,至500 h,发生筏排,但未析出TCP相,表明合金具有较好的组织稳定性;至300 h,合金在1 120℃/135 MPa条件下的持久寿命降至56 h。     

热挤压及热处理对镍基高温合金显微组织的影响(英文)

研究热挤压以及热处理对镍基高温合金FGH96原始颗粒边界(PPB)、γ′相、MC型碳化物及γ基体的影响。结果表明:PPB是由大的γ′相、MC型碳化物和少量的氧化物构成。可通过热挤压将γ′相尺寸由微米级细化到纳米级,并达到消除PPB的效果。热挤压态FGH96合金的晶粒长大激活能为402.6 kJ/mol,表明在低于γ′相完全溶解的温度时,晶粒长大受到γ′相的抑制。在稍高于γ′相完全溶解的温度时,MC型碳化物起到钉扎晶界的作用并阻碍晶粒异常长大。     

喷射成形镍基高温合金的显微组织特征

采用喷射成形技术制备了镍基高温全金沉积坯,对合金沉积态、热等静压态和热处理态的显微组织进行了观察,并对共热处理后的维氏硬度、拉伸性能及断裂组织特征进行了测试和分析结果表明喷射成形高温合金组织细小、均匀,呈现出黄型的快速凝固组织特征。合金具有良好的高温组织稳定性。适宜的热等静压和热处理可使材料具有良好的拉伸性能     

高温时效对镍基单晶高温合金的组织演化行为的影响（英文）

研究了高温时效对一种镍基单晶高温合金组织演变行为的影响。使合金在980,1050,1100℃,进行20,50,100 h的短期时效及在1100℃下进行200~800 h的长期时效,采用扫描电子显微镜进行组织形貌的观察、电子探针显微分析仪分析TCP相的成分,并对时效后的试样进行硬度测试。试验结果表明:在短期时效时,γ'相的粗化符合扩散控制理论的长大规律,即r3与t成正比,可求得不同温度的粗化长大系数;在长期时效下,1100℃时效400 h后,筏排状的γ'相形成且有TCP相析出,TCP相中富含Re和W元素;此外,在1050℃时效50 h及在1100℃时效20和100 h后,合金中也有TCP相的析出;硬度结果显示,不同时效条件的试样硬度值没有明显变化。     

含铪铸造镍基高温合金的等温凝固特性

在现代燃气涡轮发动机中,含铪的涡轮叶片材料得到广泛的应用。其原因之一是铪提高了高温合金的中温持久寿命和塑性,并对合金的组织稳定性有良好的作用。近年来,对含铪合金进一步研究表明,含铪合金不仅显微疏松倾向低,而且热裂倾向也低,适于铸造薄壁气冷涡轮叶片。 以前的工作还证明,铪明显地扩大了合金的凝固范围。按照传统的观念,凝固范     

Ti3Al—19Nb合金的显微组织和结构研究

用透射电镜研究了Ti_3Al-19Nb合金在不同热处理状态下的组织结构及其变化规律。从β相区冷却后,随冷却速度不同可分别得到全部或主要为B2,B2+α_2或α_2相的组织。油淬样品在时效过程中α_2相晶粒及其反相畴尺寸均逐渐变大。     

冷速对一种镍基粉末高温合金的显微组织和拉伸性能的影响（英文）

研究不同淬火制度下晶粒尺寸及强化相γ′的尺寸分布、形貌和体积分数对镍基高温合金拉伸性能的影响。采用油淬和空冷两种淬火方式,其对应的平均冷却速度分别为183°C/s和4~15°C/s。实验结果表明,油淬和空冷后的二次γ′相的平均尺寸分别为24.5 nm和49.8 nm,相应的体积分数分别为29%和34%;然而两种条件下的平均晶粒尺寸几乎相等。在室温下,油冷态γ′相的拉伸强度高于空冷态的,当温度升高到650°C时,二者强度逐渐接近。断口形貌分析表明,在室温下,断口由穿晶断裂主导;随着温度升高,直至650°C以上,断口由沿晶断裂主导。结果表明,强化相γ′和晶界在镍基粉末高温合金中不同温度下发挥着不同的强化作用。     

电子束成形预合金Ti6Al4V与Ti45Al7Nb混合粉末的组织研究（英文）

研究了电子束快速成形TI6AL4V和Ti45Al7Nb合金混合粉末的特点,得到了成分均匀的Ti22Al3.5Nb2V合金。利用光学显微镜、扫描电镜、电子探针等手段,研究了成形试样的内部组织,并测试了不同组织区域的显微硬度。结果表明:TI6AL4V和Ti45Al7Nb合金混合粉末在电子束成形后,成分均匀,组织具有沉积态特征,包括板条马氏体区和α_2+β两相区,板条马氏体区位于成形零件顶部10个熔覆层厚度,在成形过程中,受再热循环的影响,已凝固形成的马氏体不断分解形成α_2+β两相区,α_2为短棒状,β分布于α_2相之间,在成形件底部,部分α_2相发生等轴化。显微硬度测试结果显示,马氏体区硬度明显高于α_2+β两相区。拉伸结果显示,抗拉伸强度为1214.3MPa,延伸率达到18%。     

Ta对低Cr高W铸造镍基高温合金显微组织的影响

用金相显微镜、定量金相、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDX)及X射线衍射(XRD)研究了0％，4％，6％Ta(质量分数)3种成分的低Cr高W铸造镍基高温合金铸态及热暴露后的显微组织，结果表明：Ta是强MC碳化物形成元素，它形成MC碳化物的倾向低于Nb、高于Ti，当合金中Ta的原子百分含量超过Nb3倍时，Ta在MC碳化物中的原子百分含量超过Nb。Ta是强γ'形成元素，它促进共晶γ’的形成，在合金成分中以等量原子百分含量的Ta代替Al不会改变合金的共晶γ'数量。在高W铸造高温合金中M6C是比MC更加稳定的碳化物，Ta的加入不能抑制1100℃，500h长时热暴露后MC完全转变为粒状或片状M6C。MC分解时释放的碳还促使σ(W,Mo) C→M6C反应。对Ni-1．5Cr-10Co-16W-2Mo-5Al-1Ti-1Nb基础成分合金，其最佳的含Ta量为4％(质量分数)，而且含碳量应低于0．07％(质量分数)。     

Ti3Al合金激光焊接接头高温拉伸性能及显微组织

研究Ti-24Al-17Nb合金激光焊接接头的室温及高温拉伸性能,并分析接头显微组织和拉伸断口。研究结果表明,室温下焊缝为单一β/B2相柱状晶组织,室温横向拉伸时接头强度与母材强度相当、塑性有所下降、但仍有25%左右的伸长率,断裂大部分发生在母材部位、少部分断裂在焊缝;高温拉伸时断裂均发生在焊缝部位。高温拉伸时,接头组织发生变化,α2相和B2相向O相转变;焊缝β/B2相向O相转变的切变相变,使原来柱状晶晶界应变集中、容易产生微裂纹,使接头高温强度和塑性明显降低,高温拉伸断口呈现沿晶断裂和解理断裂的脆性断裂形式。     

新型镍基单晶高温合金的显微组织与力学性能

采用高通量的合金设计方法设计一种新型镍基单晶高温合金CSU-B2,并对该合金进行了一系列的研究。结果表明:该合金在铸态下树枝晶分布均匀,枝晶间距约为500μm,没有三次枝晶出现。通过对合金进行固溶和时效处理,合金中的γ′析出相呈现方块状,平均颗粒尺寸为0.5~0.8μm。在1100和1150℃下对合金的抗氧化性能进行研究发现,试样单位面积质量随时间的变化遵循类抛物线的规律,在氧化层的下面都存在着γ′相消失的区域。最后对合金的高温拉伸性能进行了表征,在760℃时,合金的屈服强度为706 MPa;在980℃时,合金的屈服强度为484 MPa。在两个温度下,试样的断裂为两种不同的机制。