高温钼合金的蠕变性能与显微组织

德国一家金属专业研究所与奥地利Plansee公司合作对粉末冶金工艺生产的纯钼和TZM合金进行了高温蠕变行为和显微组织结构的研究.     

Ru对一种高W镍基单晶合金蠕变性能的影响

设计并制备了4%W/无Ru、6%W/无Ru以及6%W/2%Ru三种镍基单晶高温合金,通过蠕变性能测试、组织形貌观察、元素分布测定以及XRD谱线测定,研究Ru对一种高W镍基单晶合金蠕变性能的影响。结果表明,提高W含量会促进拓扑密堆相(TCP)析出,从而影响蠕变寿命,6%W/无Ru合金在1070℃/137 MPa条件下的蠕变寿命仅为58 h。元素Ru可改善元素W在γ/γ两相的浓度分布,高温蠕变期间元素Ru可抑制元素W由γ相向γ相扩散。6%W/2%Ru合金经高温蠕变无TCP相析出,其在1070℃/137 MPa条件下的蠕变寿命高达383 h。三种合金在高温蠕变期间,γ相均可形成垂直于应力轴方向的筏状结构,TCP相可破坏筏状结构的连续性,导致γ/γ两相扭折程度加剧,是6%W/无Ru合金蠕变寿命较低的主要原因。     

含Ru铸造镍基高温合金的显微组织

研究了3%（质量分数）Ru对低Cr高W铸造镍基高温合金的影响。对比分析了含Ru和无Ru合金的铸态，1260℃/4h，1260℃/4h 1280℃/4h，1260℃/4h 1300℃/4h固溶热处理和1260℃/4h， 1100℃/100h热暴露试验得到的显微组织。结果表明：Ru的加入不会改变合金中析出相的种类，但会影响γ'相和M6C碳化物的稳定性，使γ'的固溶温度大约降低10℃，并使合金在1100℃下有较强的γ'筏排化倾向。Ru明显抑制合金中初生和次生M6C碳化物的析出，有利于稳定高温合金的显微组织。     

V元素对铁镍基变形高温合金GH4061组织和性能的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和电化学萃取相分析等手段,研究了V元素对GH4061合金晶粒度、碳化物和γ?/γ"强化相等影响,测试了不同V含量试样的室温和750℃拉伸性能以及750℃/460 MPa持久性能,分析了V元素对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：GH4061合金中添加V元素促进了MC型碳化物和γ?/γ"相析出,使晶粒尺寸小幅减小;V元素通过增大γ基体的晶格常数,降低γ基体与γ?相的错配度,抑制了γ?/γ"相在750℃的快速粗化;V元素添加对室温拉伸性能影响不大,但可显著提升750℃拉伸强度和持久寿命;当V含量为0.4%(质量分数)时,GH4061合金具有最佳的750℃持久性能。     

难熔元素对镍基单晶高温合金凝固特性及组织的影响

镍基单晶高温合金的性能与难熔元素Re、W、Ta等的含量之间有着紧密的联系.总结了在镍基单晶高温合金的发展过程中难熔元素添加的特点,综述了难熔元素对镍基单晶高温合金的凝固特性与凝固组织的影响,并指出了其中存在的问题,展望了未来研究发展的方向.     

镍基单晶高温合金DD100的显微组织和断裂分析

对ＤＤ１００单晶合金进行了显微组织分析，结果表明，ＤＤ１００单晶显微组织内存在弥散分布的岛状组织、边缘具有白色亮带的ｒ／ｒ’共晶和显微疏松孔洞；共晶边缘、岛状组织和显微疏松孔洞既是裂纹萌生比较有利的位置，也是裂纹易珩扩展的通道。     

Ti-6Al-4V合金的蠕变性能

本文利用现有数据,对Ti-6Al-4V合金的高温、室温蠕变性能及蠕变断裂性能进行了综合分析。分析结果表明,该合金长时间使用的极限温度为300℃或稍高于300℃;在300℃以下,退火状态的合金,同一温度的蠕变强度σ_(0.1)/100与屈服强度σ_(0.1)大致可用σ_(0.1)/100=1.355+0.836σ_(0.1)表示。200～400℃之间,σ_(100)与σ_b之比约为0.92～0.96。该合金存在着明显的室温蠕变现象,某些零部件不宜在高于90％屈服强度的应力下长期使用。显微组织对该合金的蠕变性能具有明显影响,β-加工或处理、淬火时效等可以提高其蠕变性能。     

激光增材制造FGH96镍基高温合金柱状晶微观组织研究

利用EBSD技术对激光增材制造FGH96镍基高温合金的柱状晶显微组织进行了研究,结果表明:激光增材制造FGH96镍基高温合金基本上为柱状晶组织,接近表面生成细小等轴晶。所制备不同厚度合金中的组织和织构存在差别,厚度为2mm时,组织主要以具有15°小角度晶界的柱状晶为主,大角度晶界只占约4%,柱状晶大部分为立方织构{001}〈100〉,含量为83.3%;厚度为5mm时,组织主要为柱状晶和等轴晶,柱状晶中全部为10°以下小角度晶界,柱状晶区域织构主要是{001}〈120〉和{001}〈230〉,含量分别为34.8%和43.3%,等轴晶区域主要存在一种织构{113}〈141〉,其含量为98.3%,等轴晶中主要存在5°以下的小角度晶界。     

Si对AM50力学性能和高温蠕变性能的影响

在基体合金AM50中分别加入Si和Ca,研究了Si和Ca对AM50-xSi合金的微观组织、力学性能及蠕变性能的影响.结果表明:加入Si后,合金高温蠕变性能随Si量的增加而增加并超过了AS41的水平;在AM50-xSi中加入微量Ca以后,合金中的Mg2Si相得到细化,从汉字状转变成颗粒状,室温及150℃拉伸性能明显提高.     

磷对IN718合金蠕变性能的影响

研究了磷对ＩＮ７１８合金蠕变性能的影响,结果表明,磷显著提高蠕湾抗力。磷对应力指数没有明显的影响,掺杂０．０２％磷使表观蠕变激活能由６７８．５ｋＪ／ｍｉｌ提高至７４６．１ｋＪ／ｍｏｌ。磷的有益作用可能是抑制晶界扩散实现的。     

凝固条件和显微组织对K6镍基铸造合金高温瞬时拉伸性能的影响

本文通过改变铸造工艺参数研究了凝固条件对K6合金高温瞬时性能的影响,对不同凝固条件和性能的试棒作了组织分析。研究表明:铸型温度和试棒位置显著影响了合金的冷却凝固速度,从而改变了合金的枝晶臂距及MC、M_3B_2和r—r′共晶的大小、形态与分布;热处理更增大了不同冷速下M_3B_2的大小和形态间的差别;高温瞬时拉伸时这些脆性相的大小、形态与分布显著影响了裂纹的萌生和扩展,因而影响了合金的高温瞬时塑性。     

铪对定向凝固镍基高温合金持久性能的影响

一、前言 高温合金定向凝固是近代航空发动机叶片采用的先进技术,柱状晶按[001]择优取向,消除了与主应力轴垂直的横向晶界,从而提高了合金[001]方向的蠕变强度、塑性、抗热疲劳等综合性能,大幅度地延长零件的使用寿命。 由于各向异性,定向材料的横向以及纵向     

镍基单晶高温合金DD403显微偏析

采用选晶法在改进型Bridgman定向凝固炉中制备镍基单晶高温合金DD403,利用电子探针(EPMA)技术研究了DD403合金在枝晶生长条件下的显微偏析。结果表明,随着抽拉速率增加DD403的偏析程度逐渐加剧。偏析于枝晶间元素Al、Ti和枝晶干元素Co、W的偏析程度随着抽拉速率的增加而增大,而合金元素Mo和Cr的偏析比接近于1,基本不存在偏析,且偏析比随抽拉速率增加没有明显变化。研究结果同时表明,随着抽拉速率增加DD403的共晶含量逐渐增加。     

In706合金高温蠕变性能的试验研究EI

Ｉｎ７０６合金高温蠕变性能的试验研究北京航空材料研究所阎冀章ＥｘａｍｉｎａｔｉｏｎｏｆＣｒｅｅｐＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＡｌｌｏｙＩｎ７０６ＹａｎＪｉｚｈａｎｇ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＭａｔｅｒｉａｌｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ）１前言...     

镍基高温合金组织的单相显示

镍基高温合金,特别是铸造镍基高温合金的组织很复杂,中由多相组成的复相合金。因此,组成相的显示很重要。一般常用的显示组织方法,无论是化学腐蚀,电解腐蚀还是氧化腐蚀,往往都显示出全部组织。这样不易识别各个组成相,给进一步分析工作带来困难。如能选择适当的方法,使合金组织的某一种相或两种相被显示出来,而其它相不被显示,那么在光学显微镜、电子显微镜或扫描电镜上观察,则很容易分辨。这种显示组织的方法称为单相显示。     

金属材料的高温蠕变性能分析

本文通过分析金属材料的高温蠕变性能,从蠕变的宏观规律谈起,引出金属高温的几个性能指标,到分析晶体内部的蠕变变形机制,揭示其蠕变的本质,最后提出在实际生产中提高蠕变抗力的途径。     

Ti-Al-Sn-Zr-W-Si高温钛合金的蠕变性能

为大幅度拓展Ti-Al-Sn-Zr-W-Si高温钛合金的工程应用,优化了Ti-Al-Sn-Zr-W-Si高温钛合金的热处理工艺,研究了该钛合金的蠕变性能,并采用扫描电子显微镜观察了蠕变实验前后合金的微观组织特征及断口形貌。研究表明,经合理热处理工艺后,该合金在550和600℃均体现出优异的蠕变性能。蠕变实验后,合金的微观组织发生了明显的变化:在颈缩区呈明显的纤维状,而在均匀塑性变形区,由于回复再结晶,合金的显微组织呈现细小的晶粒。     

Ru对镍基单晶高温合金凝固特性、TCP相析出及蠕变性能影响的研究进展EI北大核心CSCD

镍基单晶高温合金因优异的高温力学性能而被广泛应用于航空发动机和地面燃气轮机的涡轮叶片等关键热端部件。Ru元素作为第四代、第五代镍基单晶高温合金的主要特征元素,其添加对合金从凝固特性到最终的服役性能都起到关键的影响。本文从镍基单晶高温合金的凝固特性、凝固组织、TCP相析出及蠕变性能等方面出发,综述了Ru元素对镍基单晶高温合金影响的研究进展,系统分析了Ru的添加对合金凝固路径、凝固特征温度、微观偏析等凝固特性及共晶、碳化物等凝固组织的影响规律,并重点探究了Ru的添加能抑制TCP相析出及提高合金蠕变性能的原因。目前由于多组元交互作用对组织与性能影响机理的复杂性,使得含Ru高温合金的成分设计与优化具有更高的挑战,建议未来含Ru高温合金的相关研究从富Ru新相的析出原因及抑制、Ru添加对凝固缺陷的影响及Ru与其他元素交互作用对“逆分配”效应及TCP相析出的影响机制等方面做进一步探究,为发展新型高性能含Ru高温合金的设计提供思路。     

微量元素对镍基高温合金微观组织与力学性能的影响

在高温环境中镍基高温合金具有良好的高温强度、抗氧化性能、抗腐蚀性能和抗疲劳性能,被广泛应用于航空航天等领域。镍基高温合金优异的综合性能与其微观组织紧密相关。综述了微量元素B, C, Y, Ce, Hf, Re, Ru, P对镍基高温合金微观组织及其力学性能的影响。针对不同的镍基高温合金,对微量元素的不同作用进行讨论分析。镍基高温合金微观组织及其力学性能与微量元素的含量及其分布有关。添加于镍基高温合金中的微量元素分布在合金基体或者其析出相中,通过偏聚于晶界处或者元素偏析等方式,改变合金的微观组织,从而影响其力学性能。     

Ca和La对Mg-5Sn-2Si合金组织和蠕变性能的影响

利用Mg-20%Ca(质量分数,下同)和Mg-20%La中间合金分别对Mg-5Sn-2Si合金进行变质处理,研究Ca和La对Mg2Si相的变质效果,并进行了高温蠕变实验。结果表明:Ca和La对Mg2Si相起到了良好的变质效果,初晶Mg2Si颗粒消失,粗大树枝晶得到有效细化,且有CaMgSi(花瓣状)和La5Si4(棒状)新相生成。经过Ca和La变质后合金的蠕变速率大幅度降低,在250℃和60MPa应力下,Mg-5Sn-2Si-2Ca和Mg-5Sn-2Si-2La的稳态蠕变速率分别减少到未变质时的1/48和1/28。蠕变抗力提高的原因可能与Mg2Si相细化、新相生成后位错的滑移和晶界的滑动受到阻碍有关。