铁对镍基铸造高温合金组织和性能的影响

本文着重研究了0~25%铁对Ni-Cr-Mo-Al-Ti型镍基铸造合金组织及性能的影响。研究表明,随含铁量增加合金中γ'数量减少,尺寸变小,形态由立方状变为球状;MC量增多,而M₂₃C₆及M₃C₂量减少;铁明显地改变合金元素在γ-γ'中的分配关系,并提高合金的平均电子空位数$\\bar N$v_v,从而促进σ相析出。随含铁量增加,合金中有害微量元素增加,铁严重地降低持久强度,但对拉伸强度影响较小,铁高时合金塑性下降。     

铝和钛含量对镍基铸造高温合金性能的影响

研究了拉伸和持久强度提高,塑性、冷热疲劳和焊接性能相应降低,尤其是Ti元素的作用尤为明显.还发现合金中的γ'相、MC相和(γ+γ')共晶组织的数量和尺寸是影响合金性能的重要因素.     

铸造镍基高温合金K35的高温力学和高温氧化行为

研究了某燃气轮机动力涡轮叶片材料K35合金的高温拉伸、蠕变和持久以及氧化动力学行为.结果表明,在室温至950℃的温度范围内,K35合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率等瞬时拉伸性能与IN738合金相当,但K35合金的成本远低于后者.K35合金的高温蠕变曲线表现为较短的减速阶段和加速阶段以及非常长的稳态阶段.在900℃、150～200MPa条件下的表观应力指数值是13,说明K35合金具有较高的蠕变抗力.TEM观察表明,K35合金的蠕变变形机制受控于位错通过球形γ'相的Orowan绕越过程.SEM观察表明K35合金的蠕变断裂是一个沿晶破坏过程,蠕变断裂特性服从Monkman-Grant规律.在同一温度下,K35合金的高温比强度与IN738合金相当.K35合金800℃的高温氧化动力学曲线服从抛物线规律,属于完全抗氧化级.K35合金的表面氧化膜以Cr2O3为主,也含有少量的NiCr2O4尖晶石和TiO/TiO2相.K35合金在高温氧化期间发生沿晶界或枝晶间的内氧化行为.氧化层分为3部分,分别是疏松的氧化外层,致密的氧化内层和内氧化层.     

镍基铸造K24合金中σ相的研究

本文对镍基铸造K24合金中σ相析出倾向、影响σ相析出的各种因素以及σ相析出后对性能的影响做了较系统的研究,得知该合金σ相析出倾向性是较大的,而影响σ相产生的因素又是多方面的,在一定条件下铸件尺寸起着主导作用。本文还指出合金性能取决于σ相的形态和数量,而σ相对性能恶化程度影响又由形变速度和温度所决定。根据本合金特点可采取合理的零件设计、有效的工艺措施,使σ相的有害影响减至最低程度。     

凝固界面形态对镍基单晶高温合金组织和性能的影响

凝固界面形态对镍基单晶高温合金组织和性能的影响ＥＦＦＥＣＴＯＦＳＯＬＩＤＩＦＩＣＡＴＩＯＮＩＮＴＥＲＦＡＣＥＭＯＲＰＨＯＬＯＧＩＥＳＯＮＭＩＣＲＯＳＴＲＵＣＴＵＲＥＡＮＤＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳＯＦＡＮＩＣＫＥＬ－ＢＡＳＥＤＳＩＮＧＬ...     

Al含量对镍基单晶高温合金组织 和持久性能的影响

采用选晶法在定向凝固炉中制备了5.6 % Al和6.0 % Al的2种单晶高温合金,保持其它合金元素含量相同,热处理后在1 040 ℃长期时效800 h,采用扫描电镜研究了Al含量对合金共晶含量、热处理组织、长期时效组织和持久性能的影响.结果表明,随着Al含量增加,合金铸态组织中的共晶含量稍有增加,热处理组织中枝晶干γ′相无明显变化,枝晶间的γ′相稍有增大.随着Al含量增加,合金时效组织中TCP相析出量增加,枝晶间γ′相筏排化倾向增加,合金的组织稳定性变差.随着Al含量增加,合金的持久寿命增加,延伸率和断面收缩率减小.      

合金元素对新型镍基单晶高温合金组织与性能的影响

在新型镍基单晶高温合金中单一添加合金元素Ti、Nb、La,以及复合添加合金元素Ti/Nb/La,并进行了显微组织、力学性能和持久性能的测试与分析。结果表明,与单一添加合金元素Nb相比,复合添加合金元素Ti/Nb/La合金的持久性能提高176%。     

镍基高温合金HIP扩散连接的组织和性能

 采用热等静压扩散连接工艺,获得了DD402单晶合金与FGH95合金的扩散偶。研究了热等静压温度对扩散偶的持久性能、组织结构的影响。结果表明,不同温度热等静压的扩散偶均实现了冶金结合;结合界面区形成了一个组织过渡区,DD402单晶合金中的γ′ 相粒子在HIP过程中发生了筏形化;热处理后结合界面区的γ′ 相形貌和尺寸未发生明显变化。1166℃热等静压扩散偶的650℃持久性能偏低,断口在DD402单晶合金侧,断裂面从结合界面区的大尺寸γ′ 相起始,沿{111}滑移面向筏形γ′ 相区扩展。     

镍基粉末高温合金FGH95的组织和性能

论文讨论了FGH95氩气雾化粉末颗粒的凝固组织、合金相组成、表面化学成分;粉末经过热等静压后的显微组织与相组成、原颗粒边界碳化物的本质和形成机制;热等静压坯再经热挤压后合金组织的改善,以及用改进的最终热处理使合金获得良好的显微组织,以提高合金的高温的拉伸、持久断裂、低周疲劳性能。     

FGH96镍基粉末高温合金的组织和性能

采用等离子旋转电极法制备FGH96合金粉末,研究了用两种不同成形工艺制备的合金的组织和性能,同时对FGH96粉末高温合金的持久断裂行为和裂纹扩展速率进行了分析和研究。     

Ru对镍基高温合金组织形貌的影响

设计并制备两种镍基高温合金,通过组织形貌观察和蠕变性能测试,研究了Ru对镍基高温合金组织形貌及高温蠕变性能的影响。结果表明,Ru对铸态合金的一次/二次枝晶间距无明显影响;相较于无Ru合金,含Ru合金在铸态条件下,枝晶间和枝晶干γ'相的形貌差别较小,两区域的立方度均更好,尤其是在枝晶间区域的相形貌更规则;对两种合金进行完全热处理,含Ru合金的γ'相立方度更高,排列更为规则,含Ru合金γ'相的体积分数为68%。在高温条件下对两种合金进行蠕变性能测试,含Ru合金的高温蠕变寿命明显高于无Ru合金。     

返回次数对镍基K4169合金组织及性能的影响

采用50%返回料+50%新料的新工艺熔炼镍基K4169合金,进行了4次返回料的熔炼试验。采用金相显微镜及扫描电镜对新料合金及返回料合金的微观形貌进行了观察,用直读光谱仪对不同返回次数的合金进行了化学成分分析、对其力学和持久性能进行测试,研究了返回料熔炼对合金化学成分、微观组织及力学性能的影响。结果表明:随返回次数增加,化学成分无明显变化,合金的气体含量略呈下降趋势且总含量低于40×10-6,返回料冶炼过程中可不添加B和Zr。K4169合金凝固组织为典型枝晶结构,返回料对K4169合金的铸态枝晶组织没有明显影响。MC型碳化物及Laves相在热处理过程中部分分解,析出针片状δ相,在所有元素中,Nb的偏析最为严重,通过适当延长固溶处理时间可提高元素Nb的分布均匀性和抑制δ相的生成。返回料合金的室温拉伸强度及屈服强度随返回次数增加略有增加,合金的持久寿命较新料合金略有降低,但均明显超过现有技术标准规定的要求。熔炼的返回料合金具有良好的中温塑性,总体上与新料的质量水平相当。返回料合金的铸造性能与新料相当,可以代替新料用于铸件生产。     

倒双级时效对镍基高温合金组织及高温拉伸性能的影响

 研究了固溶+两段时效热处理工艺对镍基高温合金组织及性能的影响。结果表明：镍基高温合金中的γ′相粒子半径大于40 nm时，位错与γ′相的交互作用由切割机制转变为绕过机制，合金强度明显降低；γ′相的长大规律符合Oswald熟化过程规律；合金在第二段时效过程中，晶界碳化物转变成颗粒状，使其塑性显著提高。     

高Cr镍基铸造高温合金中的沉淀相及其对性能的影响

对一种高Cr镍基铸造高温合金的铸态、固溶态和标准热处理态的组织进行了光学和电子显微镜观察,并进行了相分析.测定了不同时效时间,即沉淀相析出过程对合金力学性能的影响.结果表明,合金中沉淀相有α-Cr相、γ'相和少量的M12C6及M6C相.存在含量为10%左右的α-Cr相是本合金的显著特点.随着沉淀相析出过程的延长,合金的硬度、拉伸和持久性能不断提高.但是各性能提高的速度不同,由快到慢的顺序依次为硬度、拉伸强度和持久寿命.     

铸造TiAl合金凝固组织的截面尺寸效应

采用数值计算和试验的方法,研究了直径30~50 mm Ti Al合金铸锭凝固组织的截面尺寸效应。结果表明:受径向散热和轴向散热竞争的影响,Ti Al合金铸锭的宏观组织存在竞争生长区、径向生长区和冒口影响区,随铸锭高径比增大,竞争生长区和冒口影响区占比减小,径向生长区占比增大。在径向生长区内,对于同一Ti Al合金铸锭,随散热距离的增加,柱状晶宽度增大,但增大的幅度逐渐减小;对于不同直径的Ti Al合金铸锭,在相同散热距离处,较大直径铸锭的柱状晶宽度更宽,且不同直径铸锭柱状晶宽度的差值随径向散热距离的增加而增大。通过拟合径向温度梯度和轴向温度梯度与铸锭直径和轴向散热距离的关系,建立了柱状晶生长方向与铸锭直径和轴向散热距离的关系。通过拟合温度梯度和凝固速率与铸锭直径和径向散热距离的关系,并耦合柱状晶宽度与温度梯度和凝固速率的关系,建立了柱状晶宽度与铸锭直径和径向散热距离的关系。     

时效热处理对镍基单晶高温合金组织的影响

 研究了经不同时效热处理后一种镍基单晶高温合金γ′相的形貌。结果表明：不同的时效热处理制度对所研究镍基单晶高温合金γ′相形貌影响显著。一次时效处理使固溶态γ′相平均尺寸增大;1 080 ℃×6 h一次时效+〖JP〗二次时效处理对γ′相平均尺寸的影响不明显,只加强了γ′相的规则度;1 050 ℃×16 h一次时效+二次时效处理时,γ′相尺寸増长显著。合金经850 ℃×24 h二次时效后,γ′/γ基体通道中均有更细小的二次或三次γ′相析出。     

"黑粉"对PM镍基粉末高温合金组织性能的影响

研究了用等离子旋转电极(PREP)工艺生产的镍基高温合金粉末中发现的"黑粉"及其对PM合金中形成原始颗粒边界(PPB)等异常组织,并在力学试验中造成颗粒间断裂和对性能的影响.分析了"黑粉"形成的原因,提出了控制和防止出现"黑粉"的可行性措施.     

铸造工艺参数和细化剂对K4169高温合金铸态组织的影响晶粒组织及晶粒细化机理

研究了K4169高温合金在各种工艺条件下及向熔体中加入复合细化剂时的晶粒组织．结果表明．降低浇注温度和加入复合细化剂可以明显细化冷凝后基体的晶粒和提高铸件断面等轴晶的比例。在通常的浇注温度1400℃下加入复合细化济．对合金熔体进行或不进行过热处理时．可使圆柱锭的品粒分别细化至ASTM11.7级和ASTM3．2级：断面等轴晶的比例分别达96％和99％以上．当浇注温度为1420℃，加入复合细化利并对合金熔体进行过热处理时，可使圆住锭晶粒细化至ASTMM10．5级，断面等轴晶的比例达90％以上，提出了晶粒细化的机理并对晶粒细化后断面等轴晶比例增大的现象进行了分析。     

镍基高温合金IN-738组织与性能的关系

介绍了IN-738合金及其改型IN-738LC和IN-738FC合金的成分、性能和用途;给出了IN-738X合金的各种制造工艺参数;论述了IN-738X合金中电子空位数(Nv)对组织和性能的影响,得知IN-738合金的临界电子空位数为2.38;分析了IN-738X合金热处理过程中的组织结构,特别是γ'相和碳化物的变化;介绍了无氧化物弥散强化和有氧化物弥散强化的粉末IN-738X合金的若干重要研究成果;简要介绍了IN-738X合金的耐热腐蚀性和硫侵蚀的研究结果.