B对发动机用真空感应熔炼GH600合金凝固组织和力学性能的影响

通过在发动机用真空感应熔炼GH600合金中加入不同添加量B元素的方式来提高合金的性能,实验测试研究B对其凝固组织和力学性能的影响。研究结果表明:当B添加量增大后,γ析出相组织形成更大的尺寸,并且析出量也明显增加,形成了更多的γ析出量,表现为线性变化。在B添加量低于0.05%下,合金晶界部位形成了许多颗粒状的硼化物;随着B添加量增大至0.080%,晶界处开始析出细小短棒形硼化物,同时在γ析出相区域析出了析出相态组织。在B加入量小于0.05%的时候,随着B加入量的提高,试样拉伸塑性呈现快速增大的趋势,试样断口区域形成了沿晶开裂的现象。当B添加量大于0.05%之后,随着B添加量增加,试样拉伸塑性发生了迅速下降,裂纹更易在析出相前沿出现萌生与扩展。     

B对发动机用真空感应熔炼GH600合金凝固组织和力学性能的影响北大核心CSCD

通过在发动机用真空感应熔炼GH600合金中加入不同添加量B元素的方式来提高合金的性能,实验测试研究B对其凝固组织和力学性能的影响。研究结果表明:当B添加量增大后,γ析出相组织形成更大的尺寸,并且析出量也明显增加,形成了更多的γ析出量,表现为线性变化。在B添加量低于0.05%下,合金晶界部位形成了许多颗粒状的硼化物;随着B添加量增大至0.080%,晶界处开始析出细小短棒形硼化物,同时在γ析出相区域析出了析出相态组织。在B加入量小于0.05%的时候,随着B加入量的提高,试样拉伸塑性呈现快速增大的趋势,试样断口区域形成了沿晶开裂的现象。当B添加量大于0.05%之后,随着B添加量增加,试样拉伸塑性发生了迅速下降,裂纹更易在析出相前沿出现萌生与扩展。     

Nb含量对发动机用激光增材成形Inconel925镍基高温合金组织和硬度的影响

为拓展激光增材工艺(LAM)在Inconel925镍基高温合金加工与修复方面的应用,采用球磨合金化方法制备了Inconel925合金粉末,以LAM工艺加工不同Nb含量的Inconel925试样,分析了Nb含量对发动机用LAM成形Inconel925镍基高温合金组织和硬度的影响。研究结果表明:当Nb含量上升后,形成了更加明显的二次枝晶臂,随着Nb含量增大,开始形成清晰的二次枝晶臂;当Nb加入量提高后,沉积态试样中枝晶干γ相含有的Nb比例升高。经过固溶处理试样在显微组织方面存在显著差异性。当固溶温度上升后,在基体内溶入了更多的枝晶间Laves相,得到了更加均匀的组织。固溶态试样在显微硬度方面都表现为随Nb含量的升高而增大,在Nb含量11%时沉积态试样达到最高显微硬度。当固溶温度上升后,试样硬度降低趋势也变得更加平缓。     

Ta含量对高性能镍基粉末高温合金高温拉伸性能的影响

使用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和高温拉伸试验机等手段系统地研究了不同Ta含量FGH98合金的显微组织和高温拉伸性能。结果表明：添加Ta可明显消除原始粉末颗粒的边界(PPB,Prior Particle Boundary),促进二次γ′相形态失稳和三次γ′相数量的增加。加入Ta使合金的高温抗拉强度和屈服强度都有一定程度的提高,Ta含量为2.4%(质量分数,下同)的合金塑性最好;无Ta和1.2%Ta合金的拉伸断口为结晶状断口;2.4%Ta合金的断口上有较多的等轴状韧窝,为韧性断裂;3.6%Ta和4.8%Ta合金为穿晶和沿晶解理断裂,属于典型的结晶状断口。在无Ta合金中产生大量孪晶和位错绕过γ′相发生变形,Ta的加入降低了合金的层错能,随着Ta含量的提高合金的位错剪切γ′相产生大量的层错。     

Ru对单晶高温合金拉伸性能的影响

为了研究Ru在含Re单晶高温合金的作用,利用扫描电镜和透射电镜以及电子拉伸实验机对不同Ru含量的三种单晶高温合金的拉伸性能和变形组织及形貌进行观察和分析,研究结果表明:三种合金随着Ru含量的增加,合金热处理态γ′相尺寸逐渐减小,立方度明显增加。900℃下的拉伸实验表明随着Ru含量的增加,合金的屈服强度和抗拉强度都略有增加。900℃下三种合金的断裂方式均为纯剪切型断裂。变形机制为位错切割γ′位错对夹着反相畴界模式。因此,Ru的加入略微增加了合金的强度,但没有改变合金的变形机制和断裂特征。     

超超临界电站用镍铁基高温合金TCP相和碳化物相析出的热力学计算

利用材料相图与性能模拟计算软件JMatPro,研究了难熔元素W,Mo,Nb和Fe含量的变化对一种新型镍铁基高温合金拓扑密排相(TCP)和碳化物相析出及高温性能的影响。结果表明:新型镍铁基高温合金晶内强化相为γ′相,晶界为M23C6碳化物;在合金中添加Mo,W,Nb均可提高合金的持久强度和屈服强度;增加合金中Mo,Nb,Fe的含量会提高Laves相和σ相的析出温度;为避免在长期服役过程中合金析出较多的TCP相,在合金中添加不超过0.6%(质量分数,下同)的Nb或不超过1%的Mo和W,以使TCP相的析出温度尽可能低于使役温度。     

Re对单晶高温合金蠕变过程中γ′相定向粗化的影响EI北大核心

通过对三种Re含量不同的单晶高温合金1100℃/140MPa蠕变实验及组织分析,研究了Re对单晶高温合金蠕变过程中γ′相定向粗化的影响。结果表明,在单晶高温合金蠕变过程中,Re促进形成完整、细密、连续的γ′筏排组织,降低合金元素扩散速率,延缓γ通道厚度的增加,降低γ′相体积分数的减小速率,从而稳定了对合金高温强度起重要作用的γ′相,使γ′相的强化作用持续较长时间。     

Re对单晶高温合金蠕变过程中γ′相定向粗化的影响

通过对三种Re含量不同的单晶高温合金1100℃／140MPa蠕变实验及组织分析，研究了Re对单晶高温合金蠕变过程中γ′相定向粗化的影响。结果表明，在单晶高温合金蠕变过程中，Re促进形成完整、细密、连续的γ′筏排组织，降低合金元素扩散速率，延缓γ通道厚度的增加，降低γ′相体积分数的减小速率，从而稳定了对合金高温强度起重要作用的γ′相，使γ′相的强化作用持续较长时间。     

真空自耗熔炼制备Ti-22V-10Cr-2Zn-xY合金的组织和力学性能分析

采用真空自耗熔炼制备Ti-22V-10Cr-2Zn-xY合金,并对其进行挤压和热处理。通过实验测试的手段研究不同Y元素添加量下钛合金的组织,力学性能,热稳定及蠕变性能。研究结果表明:加入Y后合金再结晶过程中在条型Y元素边缘形成了数量众多的细小晶粒,晶粒组织均匀性也获得较大改善。相对于室温,合金在600℃高温条件下发生了拉伸强度减小,获得更优塑性。增大Y元素加入量后,热稳定性能试样发生拉伸强度先提高后降低,屈服强度不断减小,获得了更优塑性。对试样进行热暴露处理,晶界区域出现了较多的α相,引起脆性沿晶断裂,塑性也明显降低。Y比例在0.1%与0.2%条件下的合金热稳定保持基本一致。经过600℃高温作用后,合金组织内形成了空洞结构,引起蠕变性与持久性的下降。含有0.1%Y元素的试样具备最优的蠕变性能,并且持久性也达到最佳状态。     

电弧熔炼Nb-16Si-2Fe合金铸态组织及高温压缩行为

目的了解Nb-16Si-2Fe合金热变形的高温力学行为,并掌握其变形过程中的组织演变。方法采用真空非自耗电弧炉制备了Nb-16Si-2Fe合金,利用Gleeble-1500热模拟机对合金进行高温压缩实验,并通过XRD对合金相结构进行分析。结果合金由白色树枝晶状Nbss固溶体相、灰色连续基体Nb3Si相及黑色块状Nb4Fe Si相组成。试样在较低温度、较大变形速率压缩时,产生脆性断裂。在1200~1400℃范围内,随着变形温度的升高及变形速率的降低,试样开裂倾向减小,应力峰值降低。脆性Nb3Si相由连续分布变成孤岛状分布,并发生共析反应分解生成细小两相组织。结论高温压缩过程使硬脆相Nb3Si含量降低,韧性相Nbss相含量增加,合金高温强度下降,一定程度上降低了该合金的塑性加工难度。     

GH2871合金的研制及其组织与性能

介绍了一种含0.5％左右Nb和1％左右W的15Cr-25Ni-2Ti-1.5Mo铁基高温合金(GH2871合金)的研制及其组织与性能。结果表明:由于Nb、W、Mo等高熔点低自扩散系数的组分进入了该合金MC、γ′相,改善了组织、增加了γ′相的数量和提高其稳定性,起到了良好的强韧化作用,从而大幅度提高了持久寿命和疲劳强度。与国内外同类合金相比,该合金具有更好的综合性能。     

一种含4.5%Re/3.0%Ru的单晶镍基合金的高温蠕变行为

通过对含4.5%Re/3.0%Ru单晶镍基合金进行高温蠕变性能测试,并采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)对不同蠕变期间的试样进行组织形貌观察,研究了该合金的高温蠕变行为。结果表明,本实验所选用的单晶合金在高温蠕变期间具有良好的蠕变抗力,在1040℃/160MPa的蠕变寿命达到725h。高温蠕变初期,合金中γ′相沿垂直于应力轴方向转变成筏状结构,其稳态蠕变期间的变形机制是位错在基体中滑移和攀移越过筏状γ′相。高温蠕变后期,合金的变形机制是位错在基体中滑移和剪切筏状γ′相。位错的交替滑移使筏形γ′相扭曲,并在γ/γ′两相界面发生裂纹的萌生与扩展直至断裂,是合金在高温蠕变后期的断裂机制。     

冷却速率对Zr-3.1Nb合金显微组织和拉伸性能的影响EI北大核心

为改善Zr-3.1Nb合金力学性能,采用热处理方法研究不同冷却速率对合金拉伸性能的影响。同时,结合X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电镜及透射电镜等检测手段分析合金试样物相组成与微观形貌。结果表明:随冷却速率的增加,Zr-3.1Nb合金试样屈服强度和抗拉强度分别从382,426 MPa提升至535,617 MPa。FC-2试样β相含量较高,存在较多滑移系,伸长率较好,为21.15%。所有试样均为塑性断裂,且随冷却速率升高,塑性变差。3组炉冷试样均由α相和β相组成,且β相为网状,α相为等轴状;空冷试样出现ω相,且α相为块状和板条状;水冷试样无β相,产生较多板条状α′马氏体相。较大冷却速率引起α相分布趋向分散,晶粒尺寸从FC-1试样的3.56μm减小至水冷试样的1.74μm。     

热挤压Mg-3Sn-1Zn-xCu合金的显微组织与力学性能

研究了添加Cu对热挤压Mg-3Sn-1Zn合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:添加少量Cu能显著细化热挤压Mg-3Sn-1Zn合金晶粒,同时在合金中形成具有高热稳定性的CuMgZn相,提高了合金的室温及高温强度和塑性。当Cu含量为0.5%时,热挤压Mg-3Sn-1Zn-0.5Cu合金的晶粒最细,为2.8 μm;其强度和塑性最高,室温屈服强度为241 MPa,伸长率为20.3%,150 ℃时屈服强度为128 MPa,室温拉伸力学性能优于挤压态AZ31B合金,高温强度优于铸态AE42合金。     

冷却速率对Zr-3.1Nb合金显微组织和拉伸性能的影响

为改善Zr-3.1Nb合金力学性能，采用热处理方法研究不同冷却速率对合金拉伸性能的影响。同时，结合X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电镜及透射电镜等检测手段分析合金试样物相组成与微观形貌。结果表明：随冷却速率的增加，Zr-3.1Nb合金试样屈服强度和抗拉强度分别从382,426 MPa提升至535,617 MPa。FC-2试样β相含量较高，存在较多滑移系，伸长率较好，为21.15%。所有试样均为塑性断裂，且随冷却速率升高，塑性变差。3组炉冷试样均由α相和β相组成，且β相为网状，α相为等轴状；空冷试样出现ω相，且α相为块状和板条状；水冷试样无β相，产生较多板条状α′马氏体相。较大冷却速率引起α相分布趋向分散，晶粒尺寸从FC-1试样的3.56μm减小至水冷试样的1.74μm。     

挤压变形和热处理工艺对FGH95合金γ′相析出的影响

γ′(Ni3(AlTi))相强化的镍基粉末高温合金(FGH95)采用热挤压工艺可以明显改善合金晶粒大小、γ′相尺寸、分布以及碎化夹杂物,是一种优良的热加工变形的成型工艺.本工作研究FGH95合金经热等静压 热挤压 热处理工艺处理后强化相γ′的析出行为,以及对合金力学性能的影响.实验结果表明:热等静压温度升高,中等尺寸γ′相平均尺寸增大.热挤压后,热等静压态中的γ′相尺寸发生长大,改变大、中、小γ′相的数量比例.固溶热处理后冷却速度明显影响γ′相尺寸变化,盐浴冷却增加中等尺寸γ′相数量,明显改善合金高温塑性.     

热处理对GH783合金组织与性能的影响

研究了抗氧化型低膨胀高温合金GH783的热处理制度.结果表明:随着固溶温度的升高,晶粒有所长大,在1140℃固溶晶粒开始不均匀长大;室温拉伸强度有所下降,高温拉伸塑性有所升高,持久塑性在1115℃固溶时最高.随着β时效温度的升高,二次β相明显增多,γ′相也发生比较明显的变化;在845℃进行β时效,合金可以获得良好的组织和综合性能.     

浇注温度对DD6单晶高温合金凝固组织的影响

研究了浇注温度对第二代单晶高温合金DD6凝固组织的影响.结果表明,随着浇注温度的降低,DD6合金的一次枝晶间距稍有增加,枝晶干与枝晶间γ′相尺寸略有增大,γ-γ′共晶相尺寸增加,共晶含量略有减少,合金中主要元素偏析明显减轻.     

一种含少量Zn、Mn的Al-Cu-Li-Mg-Zr合金的力学性能及微观组织

设计了一种含少量Zn、Mn的Al-Cu-Li-Mg-Zr合金，并研究了其拉伸性能及微观组织。结果表明：该合金的主要析出相为6（Al5Cu6Mg2）相、T1（A12CuLi）相及θ′（A12Cu）相。160℃／18h时效时，随固溶温度升高，θ′相减少，6相和T1相含量增加，合金强度提高。530℃／1h固溶后，随时效温度升至175℃时，6相及T1相增加，合金强度增大；时效温度进一步升高至190℃，T1相减少，合金强度降低，且随时效温度升高，合金塑性降低，其断裂方式由韧性断裂逐渐转变为复合断裂。     

长期时效对定向凝固高温合金DZ8组织与性能的影响EI北大核心

研究了定向凝固高温合金DZ8长期时效后的显微组织和力学性能的变化规律。研究结果表明,合金经900℃长期时效,时效至500h,γ′相由立方形开始向圆形转变;时效至1000h,γ′相则基本上呈圆形,γ′相尺寸稍有长大;随着时效时间的延长,γ′相尺寸逐渐变大,时效至3000h,γ′相大小接近1μm;合金经3000h长期时效后没有出现脆性的TCP相,该合金具有良好的组织稳定性。随着时效时间的增加,室温σb和σ0.2均呈下降趋势,拉伸塑性变化则相反;760℃和980℃持久寿命,时效100h时达到峰值,时效100h后,随着时效时间的延长呈下降趋势。