铸造镍基高温合金时效过程中晶界粗化行为仿真研究

以K480铸造镍基高温合金为研究对象,利用实验测量了不同时效时间下γ′相晶界和碳化物晶界的宽度,并分析了晶界粗化过程中的组织变化,利用计算机拟合了晶界粗化行为演变曲线。为铸造镍基高温合金生产过程中的微观组织控制提供参考。     

镍基高温合金时效处理过程中晶界粗化行为分析

以镍基高温合金为研究对象,分析了镍基合金时效过程中的晶界粗化行为和晶界粗化机理。结果表明,在时效处理过程中,镍基高温合金内的碳化物晶界和γ'相晶界都发生粗化,前者的粗化机制为向晶内扩展熟化机制,后者则属于沿晶合并机制。     

K480铸造镍基高温合金900℃高温时效过程中晶界粗化行为研究

铸造K480镍基高温合金经固溶、时效处理后,在900℃长期时效3000 h.分别用OM和SEM对合金的晶界组织进行了观察,用EDS对合金中相的成分进行了测量.结果显示,K480合金的晶界为曲折的锯齿形晶界,该晶界由含碳化物晶界及含γ’晶界两部分构成.随着时效时间的延长,两部分晶界均发生粗化.其中含碳化物晶界中的MC碳化物分解形成M₆C相和η相,并随时间长大;而含γ’晶界中不连续γ’相逐渐相连并形成γ’相条带.含碳化物晶界的粗化比要高于含γ’晶界,且随时效时间延长,二者的差异变大.用Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov（JMAK）方程量化了时效过程中碳化物晶界和-γ’晶界随时效时间的粗化行为,实验数据与计算结果吻合,表明二者的粗化行为随时间的演变规律是遵循着JMAK方程的变化形式.     

LTES700R改进型合金700℃时效组织与性能北大核心CSCD

在LTES700R基础上发展了一种新型镍基耐热合金,并研究了该改进合金700℃时效后的组织与力学性能。结果表明:合金热处理后主要析出相为γ'、TiC、M_(23)C_6;在5000 h时效过程中合金组织结构稳定,Cr_(23)C_6在晶界处不连续分布,γ'粗化不明显;合金硬度随时效时间的延长先增加后缓慢降低。改进合金的室温和高温拉伸强度略低于LTES700R合金,长期时效的冲击韧性大于Nimonic263,晶界处不连续分布的碳化物增加合金晶界结合力,提高改进合金冲击韧性。     

高温精炼处理对铸造镍基高温合金组织与性能的影响

研究了高温精炼处理对铸造镍基高温合金组织与性能的影响.普通铸造镍基合金枝晶组织粗大,晶界碳化物呈链状分布,晶内碳化物呈草体汉字状密集分布于枝晶间,是合金塑性低的主要原因.经高温精炼处理后,合金的枝晶组织细化,晶界及枝晶间的碳化物数量减少,γ γ共晶相数量增加,晶界碳化物呈不连续质点状分布,晶内碳化物的密集程度下降,拉伸塑性和蠕变(持久)寿命得以明显提高.经1 650℃,5 min高温熔体处理后,合金室温延伸率由3.5%提高到9.2%,700℃高温塑性由2.0%提高到8.0%,900℃高温塑性由2.8%提高到9.6%,蠕变寿命由34 h提高到52 h,蠕变塑性由4.3%提高到6.11%.推荐的最佳高温精炼处理制度为1 650℃保温4 h.分析了高温精炼处理对合金液态结构、凝固组织与性能的影响机理.     

LTES700R改进型合金700℃时效组织与性能

在LTES700R基础上发展了一种新型镍基耐热合金,并研究了该改进合金700℃时效后的组织与力学性能。结果表明:合金热处理后主要析出相为γ'、TiC、M_(23)C_6;在5000 h时效过程中合金组织结构稳定,Cr_(23)C_6在晶界处不连续分布,γ'粗化不明显;合金硬度随时效时间的延长先增加后缓慢降低。改进合金的室温和高温拉伸强度略低于LTES700R合金,长期时效的冲击韧性大于Nimonic263,晶界处不连续分布的碳化物增加合金晶界结合力,提高改进合金冲击韧性。     

镍基铸造高温合金的热等静压处理

评述了镍基铸造高温合金的热等静压（HIP）处理对组织和力学性能的影响。镍基铸造高温合金由于存在着铸造工艺难以消除的气孔类缺陷，严重影响着合金的使用可靠性和成品率，通过HIP处理后的合金，不仅可有效地消除合金中的缺陷，获得致密合金，而且还可改善合金的显微组织，提高合金的拉伸、持久和疲劳性能，显著地减小性能分散度。     

Hf对抗热腐蚀镍基高温合金微观组织和力学性能的影响

研究Hf对抗热腐蚀镍基高温合金组织和力学性能的影响;探讨组织演化和力学性能的关系,对于Hf的添加对γ筏形化和/γγ'错配度的影响也进行讨论.结果表明:与无Hf合金相比,含0.4%Hf(质量分数)合金的组织晶界上存在较少的大块状MC碳化物,而细小M23C6碳化物的含量更多,这对蠕变性能有利;Hf的添加有助于使MC碳化物的数量在蠕变过程中保持较高的水平;在长期时效过程中,晶界上碳化物分解为细小离散分布的M23C6碳化物,沿着晶界形成γ'层,无Hf合金的晶界粗化现象更为明显;Hf的添加可以提升合金长期时效后的高温拉伸性能;同时,Hf对提高低应力条件下的蠕变强度作用明显.     

Y合金化对电热丝用镍基高温合金显微组织与性能的影响

采用Y合金化的方法制备了电热丝用镍基高温合金,研究了Y含量对合金显微组织、高温力学性能和高温氧化性能的影响。结果表明,未添加Y的镍基高温合金的平均晶粒尺寸约为113μm,且在合金基体组织中出现较多孪晶,在晶界处存在不连续分布的链状析出物;当向镍基高温合金中添加Y后,晶粒尺寸有所减小;随着镍基高温合金中Y含量的增加,抗拉强度、屈服强度和显微硬度呈现先上升而后降低的趋势,且Y合金化的镍基高温合金的强度和显微硬度都要高于未添加Y的合金,而断后伸长率和断面收缩率相比未添加Y的镍基合金变化幅度不大;添加Y的镍基高温合金的氧化质量增加和氧化膜脱落要相对未添加Y的镍基高温合金较轻。     

镍基单晶高温合金蠕变行为研究进展

从镍基单晶高温合金蠕变中γ'相定向粗化和筏化、蠕变各向异性、蠕变寿命预测及Re和Ru元素对蠕变性能的影响方面,综述了镍基单晶高温合金蠕变行为的研究进展,并对镍基单晶高温合金的发展方向进行了展望。