微量元素对定向凝固IN738合金的影响(DZ38G合金的发展)

一、引言 由于高温合金广泛地应用于燃汽轮机中,它必须具有好的高温强度,好的抗热腐蚀和氧化性能及合适的显微结构稳定性,以便在长期使用后保持较好的性能。早在1970年,中国就生产和研究了普通铸造IN738高温合金。此后,通过在IN738合金中严格控制偏析及合理增加Al+Ti含量研制出一种高温下具有更高强度的普通铸造M38G镍基高温合金。在这些研究工作的基础上,又研制了具有较好综合性能的新型定向凝固镍基高温合金DZ38G。 Zr、P、B在定向凝固IN738合金中对显微结构和持久性能的影响已在前面的文章中揭示和介绍。在严格控制这些微量元素到尽可能低的水平,特别是不含Zr和少于5ppm的P之后,非平衡共晶(γ+γ’)减少,偏析大量降低,因而提高了持久性能。这就意味着严格控制Zr、P、B含量可使显微结构均匀和稳定,可在定向凝固     

微量锆对DZ3高温合金凝固行为的影响

DZ3合金除去0. 1％Zr显著地减低热裂倾向。这与Zr对合金凝固行为的影响有关。 0. 1％Zr明显地促进γ+γ′共晶的形成,zr偏析形成低熔点的Ni_5Zr相。在凝固过程中富Zr的液膜保持到低于1180℃的温度,结果使合金的凝固范围扩大了80℃。使失去枝晶间补缩的温度与固相线的温度范围扩大了60℃。这是含Zr含金热裂倾向大的原因之一。     

固溶温度对DZ951镍基高温合金组织和持久性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜研究了固溶温度对定向凝固DZ951镍基高温合金组织和持久性能的影响.结果表明:合金经固溶处理后,枝晶偏析降低,合金强度增加.碳化物由铸态时的骨架状变成块状,呈不连续状分布在晶界,对裂纹的萌生和扩展都有抑制作用.γ′相经固溶处理后,尺寸变小,分布更加均匀.合金在1100℃/60MPa的持久性能得到提高.在1300℃固溶处理时,合金元素分布更加均匀,γ′相体积分数增加,使DZ951合金具有较高的持久寿命.     

长期时效对DZ406合金组织和力学性能的影响

研究了定向凝固镍基高温合金DZ406在900℃长期时效4000h过程中的组织与性能变化.结果表明,随着时效时间的增加,合金中γ'相粗化并筏状化;室温拉伸强度降低,塑性提高,但幅度不大;与热处理态合金980℃/260MPa条件下的持久寿命相比,1000h长期时效后的持久寿命几乎没变化,2000h长期时效后持久寿命下降约14％,3000h与4000h长期时效后的持久寿命降低约24％.DZ406合金经900℃,4000h长期时效处理后,仍具有较高的力学性能.     

定向工艺和铪含量对一种镍基高温合金的影响

本文采用两种定向凝固工艺即功率下降(P.D)法和快速凝固(H.R.S)法研究了不同Hf含量对一种镍基高温合金组织和性能的影响。实验结果表明,加入合金中的Hf主要偏析在枝晶间和γ/γ′共晶相内;合金加Hf后,显微组织发生明显变化:γ/γ′共晶相大量增多,其形态也发生明显变化;晶界和枝品间状态得到改善;出现了几种新的富Hf微量相。合金760℃持久性能(特别是横向性能)随Hf含量的增加显著提高。但1040℃的持久寿命却随Hf含量的增加而下降。采用H.R.S工艺时合金的中、高温性能均明显优于P.D法工艺。 文中讨论了合金加Hf后组织和性能变化的机理,确定了本合金较合适的含Hf量为1.0～2.0％(重量),并认为应优先采用H.R.S定向工艺。     

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.     

合金成分对定向凝固柱晶高温合金热裂倾向性的影响

为研究定向凝固柱晶高温合金薄壁铸件凝固过程的热裂纹形成倾向,采用定向凝固空心薄壁管状试样,考察了Ti,Zr,Hf,Al和B等元素对定向凝固柱晶高温合金热裂倾向性的影响;采用SEM、断口分析及DSC方法,分析了热裂的晶界宏观形态.结果表明:随着Ti含量的增加,γ/γ′共晶增多,尺寸增大,合金凝固温度范围变大,定向合金的热裂倾向性严重;Zr元素含量增加,促成共晶形成,合金出现热裂纹;Hf含量的变化对合金的热裂没有影响;Al,B含量增加,微观组织无明显变化,但合金凝固温度范围变大,导致定向凝固合金出现热裂.     

热处理工艺对SRR99镍基单晶高温合金组织和性能的影响

研究不同固溶处理温度和时效处理温度对SRR99镍基单晶高温合金的微观组织和持久性能的影响。利用扫描电镜和光学金相显微镜对显微组织进行表征和分析,利用GWT304常载拉伸蠕变试验机测试其持久性能。结果表明:随着一次时效温度的提高,二次γ′相尺寸逐渐增大,γ′相体积分数先增加后降低;随着固溶温度的提高,合金中残余共晶含量减少,偏析逐渐降低,在1050℃/150MPa条件下,合金的持久寿命呈现先增加后降低的趋势。     

微量元素磷对Rene′N4单晶镍基高温合金组织和性能的影响

本文着重研究了微量元素磷(P)对Rene’N4单晶镍基高温合金组织和性能的影响。研究结果表明:随着P含量的增加,凝固组织中γ/γ’共晶量越来越多,且当P含量达O.056％时,在γ/γ’共晶前沿出现了大量的磷化物共晶;凝固组织的枝晶间距也随着P含量的增加而减小。在850℃/500MPa条件下,该合金的持久寿命随P含量的增加而显著降低;其持久断口的分形维数D_f=1.41±0.01。     

DZ68合金的持久性能研究

为满足海空环境下服役的航空发动机使用要求,中国科学院金属研究所研制出了一种新型镍基高温合金DZ68.测定了合金的持久性能,采用扫描电镜、透射电镜等仪器观察了DZ68合金的微观组织.研究发现,DZ68合金的持久性能水平与DZ125合金相当.温度低于760 ℃时,持久样品组织中的γ'没有形筏;随着温度升高,γ'之间形筏;相...     

THE EFFECT OF VACUUM ANNEALING ON THE ABILITY OF ANTIOXIDATION OF GLASSY Cu-Zr ALLOYS

用电阻测量、X 光衍射和DTA、DSC 技术,研究了在低于玻璃化温度Tg 的真空退火对Cu_(50)Zr_(50)、Cu_(55)Zr_(45)、Cu_(60)Zr_(40)非晶合金抗氧化性能的影响。研究表明,真空退火中形成的极薄的优质的ZrO_2覆盖膜能有效阻挡氧化,大大提高上述非晶合金在晶化前和晶化后的抗氧化能力;在更高温度,由于ZrO_2膜的破裂和脱落,使其抗氧化能力丧失,但是破碎的ZrO_2膜仍然对这时的氧化有重要作用。     

Li—Zn—Zr—Ti—Cu系铁氧体铁磁共振的研究

研究了Ｌｉ－Ｚｎ－Ｚｒ－Ｔｉ－Ｃｕ系铁氧体铁磁共振效应。实验结果表明：随着Ｚｒ、Ｔｉ和Ｃｕ离子含量的增加，铁磁共振线宽增大。Ｔｉ代换较Ｚｒ代换更有利利降低铁磁共振线宽。     

时效处理对快速凝固Al-Li—Cu 及 Al-Li-Cu-Zr合金结构与性能的影响

通过拉伸和电镜观察等方法研究了时效处理对快速凝固的 Al-2.4Li-2.4Cu,Al-2.4Li-2.4Cu-0.3Zr 和 Al-2.4Li-2.4Cu-0.7Zr 三种合金结构与性能的影响。实验结果表明,加入 Zr元素和进行预变形可明显地提高 Al-Li-Cu 合金的时效速度并提高合金的强度。但 Zr 含量超过0.3wt-%以后并不产生明显的强化效果。预变形产生的位错对 T1 强化相的均匀析出十分有利。     

表面活性剂在制备ZrO2微粉中的作用

研究了在用化学沉淀法制备ＺｒＯ２微粉的过程中,ｐＨ值,Ｚｅｔａ电位,表面活性剂及其添加方式等因素对氢氧化锆胶体的稳定性,分散性及氧化锆粒子尺寸的影响,控制了团聚体形成,得到了无硬团聚体的亚微米级的超细ＺｒＯ２粉末。     

Zr和V对可加工RE-Co永磁合金组织和性能的影响

研究了微量合金元素 Zr 和 V 对可加工 RE-Co 永磁合金组织和性能的影响。实验发现,联合添加微量 Zr 和 V 可使磁体在保持高 Br 的前提下具有较高的 H_(CB)。获得了(BH)_(max)(?)99kJ/m~3且可进行车削、钻孔和用内圆切割机切成厚为0.2mm 薄片的磁体。     

TiC颗粒增强非晶钛合金基复合材料的热稳定性

用单辊铜轮旋注法制备了TiC颗粒增强Ti45Zr5Cu25Ni20Sn5非晶合金基复合材料.发现在Ti45Zr5Cu25Ni20Sn5非晶合金中加入TiC颗粒可以提高合金的热稳定性.     

含Zr多组元掺杂石墨材料的性能研究

以天然石墨为原料，通过热压工艺，制备了含Zr多组元掺杂石墨材料。研究了掺杂元素对材料性能的影响。实验结果表明：随着Zr含量增加，基体石墨的强度、导电和导热性成线性增加；但是过量的ZrO2会消耗基体炭原子，生成金属Zr蒸汽逸出基体，形成孔隙和缺陷，导致材料的性能下降，因此应控制ZrO2的加入量。另外，采用SEM、XRD等分析手段研究了材料微观结构，探讨了微观结构对其性能的影响。     

Zr对Al-Zn-Mg-Cu系超高强铝合金力学性能的影响

研究了Zr对Al-Zn-Mg-Cu系超高强铝合金力学性能和显微组织的影响，结果表明，合金的强度随着Zr含量的增加而提高，含Zr量为0.06%（质量分数）时延伸率出现峰值，添加Zr可抑制合金的再结晶，使合金组织细化，并使该合金的断裂机制由沿晶断裂转变为穿晶断裂，对于所研究的超高强度铝合金，Zr的最佳添加量为0.06%～0.14%。     

纳米ZrO2的电子顺磁共振特性及其表面效应

用ＢＥＴ（氮吸附法），ＴＥ几ＸＲＤ技术测定了纳米ＺｒＯ２粉的比表面积、粒径、晶粒尺寸以及相结构随煅烧温度的变化、纳米ＺｒＯ２粉具有Ｆｓ－ｃｅｎｔｅｒ和Ｚｒ＾３＋两种电子自旋共振（ＥＳＲ）信号，Ｚｒ＾３＋是一个与体相相关的信号，而Ｆｓ－ｃｅｎｔｅｒ信号强度减弱，而Ｚｒ＾３＋信号强度增强，变化的临界尺寸为１６ｍ＾２．ｇ＾－１，当比表面积小于１６ｍ＾２．ｇ＾－１时，Ｆｓ－ｃｅｎｔｅｒ信号消失，而Ｚｒ＾３     

CaO耐火材料的抗热震性能

采用特种粘结剂,控制工艺参数（如粒度配比、成型压力、烧结温度以及ZrO2添加剂含量等）,制备了CaO耐火材料,测量了力学和物理性能。用中心加热法研究了CaO耐火材料的抗热震性能,结果表明,在合适的粒度分布及烧强温度下,添加ZrO2颗粒能显著提高CaO耐火材料的抗热震性能。