温度对镍基单晶高温合金DD13拉伸行为的影响

研究了新一代抗热腐蚀单晶高温合金DD13在不同温度下的拉伸行为,包括断口形貌、显微组织和位错组态等。结果表明:温度对合金的屈服强度和塑性影响明显。室温下,合金的屈服强度和抗拉强度分别为1059和1097 MPa;当实验温度在700℃时,合金的屈服强度和抗拉强度达到峰值,分别为1108和1340 MPa;而随着实验温度的继续升高,合金强度却呈明显的下降趋势,当实验温度达到1050℃时,屈服强度和抗拉强度分别为262和443 MPa。实验温度对合金塑性的影响则成相反趋势,合金在700℃时表现出相对较差的塑性。分析发现,不同实验温度下,γ/γ′界面的共格错配度和位错克服强化相γ′方式的差异是影响合金屈服强度的主要因素,而合金达到屈服点后,位错是否发生交割缠绕现象是影响抗拉强度和塑性的关键因素。700℃下,在许多强化相γ′内均发现不同滑移系层错交割、缠绕现象。     

温度对高W含量K416B镍基合金拉伸行为的影响

在不同温度对高W含量K416B镍基合金进行拉伸性能测试及组织形貌观察,研究了温度对合金拉伸行为的影响规律.结果表明,在20~800℃,合金的屈服强度与抗拉强度随着温度的升高而增加,高于800℃后,合金的拉伸性能逐渐降低.合金室温拉伸变形特征为位错剪切γ′相或以Orowan机制越过γ′相,且切入γ′相位错可分解形成层错.随着温度升高,合金基体内的位错密度逐渐增加,其中,800℃拉伸时,合金基体内形成高密度位错缠结,可起形变强化作用,是合金具有较高拉伸强度的主要原因.随着温度进一步升高,切入γ′相的位错数量增加,致使合金强度逐渐降低.在中低温条件下,裂纹主要沿大尺寸M6C碳化物处萌生与扩展,致使合金发生脆性断裂.而高温拉伸期间,合金主要以微孔聚集方式沿γ+γ′共晶界面发生连接开裂,是合金发生韧性断裂的主要原因.     

K416B镍基铸造高温合金的700℃高周疲劳行为

通过高周疲劳性能测试和组织形貌观察,研究了K416B镍基高温合金700℃的高周疲劳行为.结果表明,在700℃和应力比R=-1条件下,合金疲劳寿命随着应力的升高而减小,高周疲劳强度为175 MPa;在低应力条件下,形变位错在γ基体中发生不同取向滑移,随着应力增加,位错剪切γ'相,形成层错;在拉压高周疲劳期间,合金中开动多个滑移系,并沿不同方向发生扭曲变形,在γ+γ'共晶及碳化物附近产生应力集中,致使裂纹源萌生于合金表面附近的共晶及块状碳化物处.随着高周疲劳进行,裂纹在扩展区沿枝晶间扩展,并在瞬断区发生典型的解理断裂.     

取向偏离度对[001]取向单晶高温合金中温蠕变行为的影响

利用扫描和透射电子显微镜研究了不同取向偏离度下DD6单晶高温合金的中温蠕变性能及其微观机制。研究结果表明:取向偏离度对合金的中温蠕变性能有重要影响,其中6°和7°合金蠕变寿命相差很大。6°合金在中温蠕变期间,次滑移系开动容易,合金近断口区域切入γ'相的超位错和SISF具有不同取向。而7合金次滑移系开动困难,超位错和SISF具有单一取向。7°合金仅有主滑移系开动,γ/γ'两相界面处的应力集中无法被有效释放,裂纹在该区域聚集并相互连接形成宏观裂纹,导致合金蠕变寿命急剧降低。     

高温时效对高温镍基合金沉淀强化的影响

研究了750～1050℃下长期时效对Ni3Al基高温合金沉淀强化的影响.结果表明:镍基高温合金在不同温度时效处理一定时间后,γ'沉淀强化相呈球形分散在γ基体上,随时效温度升高,γ'沉淀相微粒粗化,合金屈服强度降低,拉伸塑性提高.随着时效时间的延长,合金的屈服强度增大,但当时效时间超过1000 h之后,屈服强度和伸长率开始下降.Ni-Al合金的性能和沉淀相的颗粒大小、分布、体积分数及粗化速率等因素有关.     

定向凝固镍基高温合金的反常屈服和中温脆性行为（英文）

采用真空冶炼和定向凝固工艺制备一种具有优异抗腐蚀性能的镍基高温合金,并利用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜研究合金的微观组织,分析合金在不同温度下的拉伸性能。结果表明,除γ′颗粒和γ基体外,在合金晶界上析出了一些MC碳化物、M3B2硼化物和Ni5Hf相。合金拉伸性能对温度有很强的依赖性,并呈现明显的的反常屈服和中温脆性行为。在650°C以下,合金的屈服强度随着温度的升高而略微降低,但抗拉强度几乎没有变化。当温度在650°C和750°C之间时,合金的屈服、抗拉强度快速升高,但拉伸塑性显著降低,并在700°C时达到最低值。当温度进一步升高时,合金的屈服、抗拉强度逐渐降低,塑性升高。透射电镜观察发现,在低温条件下,位错切割γ′是主要的变形机制;在高温条件下,位错绕过γ′是主要的变形机制;由位错切割γ′转变至位错绕过γ′的温度约为800°C。合金的反常屈服和中温脆性行为主要归因于合金中高的γ′含量。此外,碳化物和共晶组织对合金的中温脆性行为也有影响。     

高温形变热处理对一种铁镍基高温合金组织和性能的影响

高温形变热处理使一种铁镍基合金的室温和高温屈服强度、抗张强度、塑性和室温冲击韧性大幅度提高,且经1100℃形变热处理的合金于650℃的持久性能亦不低于正常热处理的合金。本文着重研究了形变温度对组织和力学性能的影响,指出不同温度下的形变热处理具有不同的强化机理,它们分别为晶粒细化、晶内交叉滑移、位错亚结构、锯齿状晶界和晶界析出物的增加。     

INFLUENCE OF HIGH TEMPERATURE THERMOMECHANICAL TREATMENT ON STRUCTURE AND PROPERTIES OF AN IRON-NICKEL SUPERALLOY

高温形变热处理使一种铁镍基合金的室温和高温屈服强度、抗张强度、塑性和室温冲击韧性大幅度提高,且经1100℃形变热处理的合金于650℃的持久性能亦不低于正常热处理的合金。本文着重研究了形变温度对组织和力学性能的影响,指出不同温度下的形变热处理具有不同的强化机理,它们分别为晶粒细化、晶内交叉滑移、位错亚结构、锯齿状晶界和晶界析出物的增加。     

Inconel 740H合金原位高温拉伸微裂纹萌生扩展研究

利用自主研发的SEM原位高温拉伸台,研究了750℃高温条件下镍基高温合金Inconel 740H单轴拉伸变形过程中微观组织演变规律及微裂纹萌生与扩展机制。结果表明,在室温和高温条件下,Inconel 740H合金变形过程中晶界是主要的裂纹萌生源,但是在室温时微裂纹也会在晶内萌生。通过对原位变形机制的分析表明,750℃高温不仅降低了滑移系的开启能量,使更多的滑移系容易开动,而且弱化了晶界强度,使晶界具有弯曲和滑移的变形特性,从而增强了合金的塑性协调变形能力,但是却降低了合金的屈服强度和抗拉强度,高温同时也使合金晶界的相对强度弱化,导致微裂纹更易从晶界处萌生并扩展。     

Ti-1300合金室温变形行为研究

利用OM和TEM系统研究了Ti-1300合金的室温变形行为。结果表明:Ti-1300合金在不同温度下进行固溶处理后进行拉伸变形,在应力-应变曲线上没有出现双屈服的现象;Ti-1300合金因含有较多的β稳定元素引起β相的稳定性增加,在室温变形机制主要是位错滑移和孪生;塑性变形过程中位错将产生滑移、缠结和割阶等交互作用,随着塑性变形量增加10%,Ti-1300合金的显微硬度约增加210 MPa。     

Tensile properties and fracture characteristics of spray cast alloy IC6 （Ni-7.8Al-14Mo-0.05B）

Tensile testing results of spray cast Ni3Al-based superalloy indicated that the yield strength and tensile strength increase with the increasing of temperature and reached maximum at around 760℃, then decrease with the increasing of temperature. After high temperature isostatic pressing (HIP), yield strength decreased and ductility and tensile strength increased. Stereographic projection showed that no matter at room temperature, medium temperature or high temperature, cracks extend along (111).     

Effect of high temperature aging on microstructure and mechanical properties of a directionally solidified Ni3Al base alloy IC6A

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｌｙｓｏｌｉｄｉｆｉｅｄＮｉ3ＡｌｂａｓｅａｌｌｏｙＩＣ6ＡｗｉｔｈｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆＮｉ (7.5～8.5 )Ａｌ (13.0～ 15 .0 )Ｍｏ (0 .0 2～ 0 .1)Ｂ (0 .0 0 5～0 .0 5 )Ｙ (ｍａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎ ,% )ｈａｓｂｅｅｎｒｅｃｅｎｔｌｙｄｅｖｅｌ ｏｐｅｄｂａｓｅｄｏｎａｌｌｏｙＩＣ6ａｓａｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｔｒｕｃ ｔｕｒａｌｍａｔｅｒｉａｌｕｓｅｄｆｏｒａｄｖａｎｃｅｄｊｅｔ ｅｎｇｉｎｅｖａｎｅｓｏｐ ｅｒ…     

等离子喷涂Al-Mo涂层的高温硫化和氧化行为研究

烧嘴是水煤浆气化系统的重要部件。运行过程中的高温硫化经常导致烧嘴提前失效,进而影响设备的安全稳定运行。本文采用等离子喷涂方法制备了Mo为粘结层的Al-Mo涂层,测量其在973 K, 1073 K and 1173 K的硫化和氧化行为,并与Mo涂层和Inconel合金进行比较。结果表明Al-Mo涂层的高温硫化抗力和氧化抗力均优于Mo涂层,高温硫化抗力优于Inconel合金。该涂层的提出为喷嘴失效问题的解决提供了便捷、有效的技术方案。     

TG6钛合金的热稳定性及其在高温下的部分恢复

Thermal Stability of TG6 Titanium Alloy and Its Partial Resumption at High Temperature     

Effect of strain rate on the mechanical response of a Ti3Al-Nb-Mo alloy

In this study, the effect of strain rate and temperature on the substructure evolution and mechanical response of a Ti₃Al-Nb-Mo alloy (Ti-24.5Al-10.5Nb-l.5Mo) was investigated. The yield and flow stresses were found to decrease gradually with increasing temperature at the strain rate of 3000 s¹ and no flow stress/temperature anomaly was observed. The variation of hardening behavior of Ti-24.5Al-10.5Nb-1.5Mo alloy with temperature and strain rate was found to be negligible, implying that the dynamic recovery mechanism for this alloy is rather athermal. Dynamic recovery of Ti-24.5Al-10.5Nb-l.5Mo alloy is thought to be quite difficult and slow because of its complicated dislocation core structure. Ti-24.5Al-10.5Nb-l.5Mo alloy exhibited predominantly planar dislocation debris after deformation. Following the room temperature deformation at low strain rate the majority of the dislocations were a-dislocations lying on the basal and 1storder pyramidal slip planes and the 2nd-order pyramidala/2+c slip on {1211}. Increasing the rate of deformation at room temperature to 6000 s¹ resulted in the increaseda-slip on prism planes and the lessor amount of basal slip. At elevated temperatures, the substructure after high rate deformation was found to be similar to that following high rate deformation at room temperature except for an increased amount of basal slip and somewhat higher incidence of the 2nd-order pyramidal slip. The evidence of an increased amount of shearing of the β_o phase was observed at elevated temperature, suggesting the decreased strength of the β_o phase.     

单晶Ni_3Al裂纹扩展的TEM原位观察

利用透射电镜（ＴＥＭ）原位拉伸在室温下对（１１０）［１１０］取向 Ｎｉ３ＡＩ合金单晶中裂纹的萌生与扩展进行了研究结果表明：裂纹沿之字形路径扩展且裂纹的总体扩展路径与拉伸轴平行迹线分析表明,首先激活的是（１１１）和（１１１）两个主滑移面上的滑移系;其后在 Ｓｃｈｍｉｄ因子为零的两个滑移面上的滑移系激活．为了解释所观察到的现象而建立了一个位错塞积模型位错应力场的计算表明,塞积位错列所产生的应力场导致了第二滑移系的启动,并使得裂纹扩展路径平行于拉伸轴的方向     

GH690合金拉伸变形行为的温度敏感性

通过拉伸试验研究了GH690合金从298～623K的变形行为,用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察了变形组织。结果表明,合金在298K拉伸时能够通过孪生协调变形,生成的形变孪晶阻碍了位错的滑移,从而使合金获得了较高的加工硬化速率,导致合金的强度和塑性较高。随着形变温度的升高,合金通过孪生协调变形的能力降低,变形机制由孪生转变为滑移,滑移产生的加工硬化效应小于孪生,因此合金的强度和塑性随之降低。     

固溶处理及时效对镍钛形状记忆合金组织演化及力学性能的影响

将镍钛形状记忆合金Ni50.9Ti49.1（摩尔分数）在1123 K固溶处理2 h,然后分别在573、723和873 K时效2h。采用透射电镜、高分辨率透射电镜、扫描电镜和压缩实验,系统研究固溶处理和时效对镍钛合金组织演化及力学性能的影响。结果表明：固溶处理有助于消除原始镍钛样品中的Ti2Ni相,但不能消除TiC相。固溶处理导致镍钛合金中原子排列的有序畴界。在所有时效镍钛样品中,Ni4Ti3析出相、R相和B2奥氏体相共存于室温下的镍钛基体上,然而在873 K时效的镍钛样品中,可以观察到马氏体孪晶。在573和723 K时效的镍钛样品中,细小密集的Ni4Ti3相均匀分布在镍钛基体上,而且与B2基体保持共格关系。然而,在873 K时效的镍钛样品中, Ni4Ti3相尺寸非常不均匀,和B2基体保持共格、半共格和非共格关系。在723 K时效的条件下,细小均匀的Ni4Ti3相阻碍位错运动,导致最大的位错滑移临界分切应力,因此镍钛样品表现出最高的屈服强度。     

AZ91D镁合金屑的固相再生(英文)

利用固相再生技术回收利用AZ91D镁合金屑,具体工艺为先冷压再热挤。结果表明:制备的AZ91D镁合金具有较好的力学性能且晶粒明显细化。在热挤出过程中发生了动态再结晶,且动态再结晶组织受到热挤温度和应变速率的影响,在300-350 °C下基面滑移和孪晶协调变形导致动态再结晶晶粒产生,形成"项链"组织;在 350-400 °C下位错的交滑移控制动态再结晶形核;高于400 °C时位错攀移控制了整个动态再结晶过程,形成均匀的再结晶组织。随着应变速率增加AZ91D镁合金力学性能增大,改善了材料的力学性能,但应变速率过大,制备试样表面出现裂纹,影响材料的力学性能。     

不完全再结晶Fe40Mn10Cr25Ni25高熵合金的室温及低温力学性能

采用冷轧和退火热处理工艺制备了不完全再结晶结构的Fe₄₀Mn₁₀Cr₂₅Ni₂₅高熵合金,分析了合金的室温(298 K)及低温(77 K)拉伸时的力学性能。结果表明,合金具有优良的室温及低温力学性能,合金在低温拉伸时强度和塑性均得到了提高,其室温强度和断后伸长率分别为880 MPa和18%,低温强度和断后伸长率分别为1360 MPa和36%。合金在室温变形以位错滑移为主,低温变形以位错滑移和孪生为主。室温拉伸时,粗晶晶粒先于细晶晶粒变形,导致试样内部产生了应变梯度,提高了合金的加工硬化率,使合金在室温下具有良好的强塑性。低温拉伸时,粗晶晶粒中形成了大量的变形孪晶,从而提高了合金的低温力学性能。