GH4169高温合金焊接接头的组织与性能

对GH4169镍基高温合金型材对焊接头的显微组织与力学性能进行了研究,分析了顶锻力对焊接接头组织的影响。结果表明,GH4169高温合金的焊接接头主要由焊缝区、完全再结晶区、不完全再结晶区和未再结晶区组成,各个区域硬度具有明显差异;焊接温度场与顶锻参数之间的配合决定了焊接接头的显微组织;无顶锻焊接由于塑性变形不足,裂纹易在组织粗大的热影响区内萌生与扩展,导致焊接接头力学性能恶化。     

化学成分对GH4169合金组织与力学性能的影响

针对不同Nb、Al、Ti含量的GH4169合金,对其进行固溶时效热处理,研究微观组织与拉伸性能的变化规律。研究表明,一定的Al/Ti和(Al+Ti)/Nb值下,随Nb含量增加,δ相含量增加,并且具有较好的高温稳定性,高温固溶可有效阻止晶粒的长大,主要通过稳定的δ相来保证合金的细晶强化。当Al/Ti与(Al+Ti)/Nb比值较低时,时效后γ″、γ'含量有所降低,γ″相形貌由唇状变为圆盘或芝麻粒状,其中Nb元素主要形成δ相。力学性能表明,Al/Ti和(Al+Ti)/Nb值一定时,拉伸强度主要受晶粒尺寸影响,而δ相含量影响较小。但当Al/Ti与(Al+Ti)/Nb比值较低时,由于强化相γ″和γ'数量与形貌的变化,拉伸力学性能显著降低,其微观硬度也随拉伸强度的降低而降低。     

多次真空固溶处理对GH1131高温合金组织和力学性能的影响

利用真空高压气淬工艺研究了GH1131高温合金经1100~1170 ℃范围内多次真空固溶处理后的组织和力学性能。结果表明,固溶态组织包含奥氏体晶粒和颗粒状碳化物,且随着固溶温度的升高,晶粒度稍有增大趋势。GH1131高温合金经多次真空固溶处理后组织均匀,常温与高温力学性能稳定,经1100 ℃+1130 ℃+1170 ℃三次真空固溶处理后,晶粒度维持了6~8级,900 ℃高温抗拉强度达到200 MPa。     

热处理制度对GH2132合金组织性能的影响

研究了不同热处理制度对GH2132合金组织和性能的影响。采用Thermo-Calc软件对GH2132合金中析出的平衡相进行热力学模拟,以及电子显微镜观察热处理前后合金中微观形貌以及相。结果表明,热处理过程中时效温度对合金中γ'相的析出及分布具有重要影响,固溶处理可以调整合金的晶粒尺寸。随时效温度升高,合金中主要强化相γ'相尺寸及数量均增加,从而增加了合金的抗拉强度和屈服强度。     

Effect of returns on microstructure and mechanical properties of Al-Cu based alloys

It is well known that maximal utilization of the returns can be beneficial for cost reduction,preservation of natural resources and protection of the environment,by making them into recycled Al-Cu alloys.In this study,the influences of returns on the microstructure and mechanical properties of Al-Cu alloys have been investigated by means of optical microscopy and scanning electron microscopy.The results showed that the returns could be used to produce recycled Al-Cu alloys with fine and uniform microstructu...     

固溶冷却速率对镍基高温合金K444组织和力学性能的影响

研究了固溶冷却速率对K444合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,控制K444合金固溶后的冷却速度,可获得不同尺寸和形状且呈双态弥散分布的g′相;较快的固溶冷却速度可使合金中碳化物细化;冷速越大,g′相尺寸越小,合金拉伸性能及持久寿命越好。合金经1170 ℃×4 h固溶后,以80 ℃/min冷速冷却到900 ℃,再经1050 ℃×4 h高温时效和850 ℃×16 h低温时效,可以获得较好的综合性能。     

烧结温度对一种镍基高温合金组织和力学性能的影响

借助金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱仪等探讨了不同烧结温度对一种粉末冶金镍基高温合金（Ni-Cr-Fe-Al-Mn-Cu-Mo-Ti-Si）的组织及力学性能的影响。结果表明：烧结温度的高低影响着合金的微观组织形态,随着烧结温度的提高,合金的硬度和抗压强度呈现先升高后降低的趋势,当烧结温度在1330 ℃时,合金具有最高的维氏硬度值（253.2 HV）和最好的抗压性能（992.7 MPa）。同时,烧结温度的高低将直接影响强化相和有害相的析出。     

新型铌基高温合金热处理组织性能研究

研究了热处理对一种HRS定向凝固技术制备Nb/Nb5Si3原位复合材料组织和性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和电子探针(EPMA)等分析手段对热处理过程中组织演变进行了分析:铸态合金主要由Nbss、γ-(Nb,Ti)_5Si_3、β-(Nb,Ti)_5Si_3以及初生碳化物组成;热处理后,铸态组织中部分β-(Nb,Ti)_5Si_3向α-(Nb,Ti)_5Si_3转变以及二次碳化物析出,同时硅化物相逐渐溶解或破碎成小块并发生球化;1150℃时效可促进(Nb,Ti)_5Si_3向(Ti,Nb)5Si3转变。热处理后,合金压缩以及室温拉伸强度提高,而1000℃拉伸强度变化不明显;温度对断裂方式有明显影响,低温下为脆性解理断裂,高温下为韧性断裂。     

压力对FGH96/GH4169高温合金惯性摩擦焊接头性能的影响

在惯性摩擦焊机上对FGH96/GH4169高温合金进行了焊接,焊后利用光学显微镜、扫描电镜以及拉伸试验机等设备分析了接头的微观组织形貌、显微硬度、拉伸性能及断口形貌. 结果表明,摩擦焊近界面处最高温度接近1 100 ℃,界面处温度超过强化相固溶温度. 焊缝区组织为细小的等轴晶粒,晶粒尺寸远小于母材,热力影响区发生了拉伸变形. 焊后接头热力影响区处的强化相部分重溶,接头界面细晶区的强化相完全重溶. 随压力增大,Co原子的扩散距离增加,接头室温抗拉强度和高温抗拉强度有所升高,断裂位置位于GH4169侧热力影响区,断裂形式为韧性断裂.     

C含量对GH4169合金显微组织及力学性能的影响

为了研究C元素含量对GH4169合金显微组织及力学性能的影响,采用真空感应熔炼、均匀化热处理、锻造和固溶处理得到C含量分别为0.025%、0.044%和0.072%的三种GH4169合金,通过热力学计算和差示扫描量热法研究了不同C含量GH4169合金的平衡相析出行为,并结合显微组织观察、X射线衍射相分析和室温拉伸试验,分析了C含量对GH4169合金显微组织、室温拉伸性能和加工硬化指数的影响。结果表明：C含量的增加会促进GH4169合金中MC和M23C6碳化物的析出,富Nb的MC碳化物含量随C含量的增加呈线性趋势增加。C含量的增加会抑制δ相的析出,对γ′相的析出无显著影响。随C含量的增加,固溶态GH4169合金的晶粒得到细化,室温强度升高,断后伸长率降低,加工硬化指数降低,均匀塑性变形能力降低。MC碳化物及其引起的微孔是导致合金室温拉伸断裂的主要原因。     

超高频电弧增材制造GH4169合金热处理组织

采用超高频脉冲电弧增材工艺成形了GH4169高温合金薄壁件,并制定了两种热处理制度. 试样分为3组:未热处理组、固溶+时效组和均匀化+时效组,并对电解腐蚀后的显微组织进行了对比和分析. 结果表明,未经热处理的组织主要为粗大枝晶,晶间有较多的Laves相,在超高频电弧的作用下,其组织比常规脉冲电弧沉积成形得到的组织尺寸更小;固溶+时效处理后的组织,γ基体上分布着大量片状δ相、γ″相和一定量的γ'相,残留有少量Laves相;均匀化+时效后的组织,δ相基本消失,基体上分布有大量颗粒状的γ″相和γ'相,及少量的小块状Laves相和碳化物.     

固溶处理对新型镍钴基高温合金显微组织及力学性能的影响

采用OM、SEM和拉伸试验等研究了固溶温度和固溶时间对新型镍钴基高温合金组织及力学性能的影响。结果表明,晶粒尺寸变化与一次γ′相含量变化一致,固溶温度低于1110℃时,随着固溶温度升高或固溶时间延长,残留的一次γ′相钉扎晶界,晶粒尺寸增加较缓。固溶温度为1110℃时,延长固溶时间至4 h时,一次γ′相基本回溶,晶粒尺寸迅速增加,进一步延长固溶时间至6 h时,晶粒尺寸增加减缓,即合金中一次γ′相的全溶温度为1110℃。合金在1100℃固溶4 h和双级时效处理(670℃×24 h,空冷+780℃×16 h,空冷)后的抗拉强度和屈服强度达到最大值,分别为1584 MPa和1104 MPa。因此,合金的固溶温度宜选取为1100℃,固溶时间宜选取为4 h。     

热处理对高Ti/Al比高温合金组织和性能的影响

研究了热处理制度对一种Fe-25Ni-12Cr基高Ti/Al比变形高温合金晶界析出和力学性能的影响。结果表明,直接时效热处理条件下,热加工应力不能得到有效消除,合金的变形带密集,晶界能量较高,促进η相沿晶界析出和生长;η相两侧存在细γ’相析出薄层,该薄层可有效抑制持久晶界裂纹的萌生和扩展,显著提高持久寿命,降低拉伸屈服强度。1000℃固溶+时效处理可有效消除加工应力及变形带,降低η相的晶界形核率,并促进η相魏氏体生长,有助于提高拉伸强度,但降低持久寿命。     

Interfacial microstructure and mechanical properties of GH99 superalloy and Nb brazed joint using Cu75Pt25 filler

Cu75Pt25 brazing filler was applied to brazing GH99 superalloy to Nb, and the sound joints were obtained by adjusting brazing parameters. The typical interfacial microstructure of the brazed joint was Nb/Nb₇Ni₆+NbNi₃/ Ni(s,s)+Cr-rich NbNi₃+(NbCr₂+NbNi₃)/GH99. The effects of brazing temperature and holding time on the interfacial microstructure of GH99/Cu75Pt25/Nb joints were studied. The results showed that the solution and diffusion of Ni atoms from GH99 substrate into brazing seam played a critical role in the interfacial microstructure evolution. As the brazing temperature rose, the Nb–Ni reaction layer was formed instead of the initial Nb₃Pt layer, and the thickness increased firstly and then remained constant. The highest shear strength of the joint reached 152 MPa when brazed at 1150 °C for 15 min. All of the joints presented a brittle fracture mode during shear test, and the fracture location changed from Nb₃Pt layer to Nb–Ni compounds layer.     

Effect of carbon on microstructure and mechanical properties of DD99 single crystal superalloy

The effects of carbon on the microstructure and mechanical properties of DD99 single crystal superalloy were investigated. The results show that stress rupture life of DD99 alloy possesses peak value at carbon content of 0.03%（mass fraction）. As carbon addition is greater than 0.03%, the stress-rupture life decreases with the increase of carbon content. The tensile strength and yield strength of DD99 alloy reach peak value at 0.08% carbon and 760 ℃. On the contrary, the tensile strength and yield strength have minimal values at 0.08% carbon and 900℃. The tensile ductility of DD99 alloy basically decreases with the increase of carbon content at 760 ℃ or 900 ℃. The amount of carbides greatly increases with the addition of carbon content. Dislocation moving is retarded by carbides so that dislocation networks are apt to form, which has an important role on the mechanical properties in DD99 single crystal superalloy.     

Effect of Heat Treatment on Microstructure and Mechanical Properties of GH4169 Superalloy

研究了4种热处理制度对GH4169合金显微组织、室温拉伸、650℃拉伸和持久性能的影响。结果表明:980℃固溶加两阶段时效处理,合金的室温和650℃拉伸的屈服强度和抗拉强度最高;960℃固溶加两阶段时效处理,合金的持久寿命最长。固溶处理调整y相的含量,主要强化相y"在720℃时效时析出,辅助强化相y’在620℃时效析出。     

电弧增材制造GH3039组织和性能研究

镍基高温合金GH3039广泛地应用于航空发动机燃烧室等零部件。采用增材制造技术制备GH3039部件可以克服其加工性能差、材料利用率低等问题。本研究首次采用基于熔化极气体保护焊的电弧增材制造（GMAW-WAAM）技术制备了GH3039薄壁件。利用光学显微镜（OM）、显微硬度仪和拉伸试验分析了薄壁构件的组织和性能。结果表明，采用GMAW-WAAM制备的GH3039构件组织致密，无气孔或裂纹等缺陷。合金的显微组织主要由高度方向生长的粗大柱状晶和层间细小晶粒构成。沉积态合金具有较好的室温和高温性能：室温抗拉强度520~540MPa，断后延伸率36~40%； 800°C抗拉强度189MPa，断后延伸率35.4%。本研究验证了采用GMAW-WAAM技术制备GH3039部件的可行性。     

激光增材制造GH3625高温合金激光焊接头组织及力学性能

对激光增材制造GH3625高温合金进行激光对接焊实验,分析了焊接接头的显微组织演变规律和力学性能。结果表明,在热影响区,仅在上层晶界处析出大量Laves相,导致晶界发生明显粗化。沿焊缝上层至下层,熔合区和中间区由上层的胞状晶、柱状晶和等轴细晶逐渐转变为下层的柱状晶,且紧贴熔合线生长的等轴细晶的数量逐渐增多,中心区均为树枝晶。细小颗粒状γ′相弥散分布于焊缝;大量Laves相在中间区枝晶间析出,且形态由上层的条状逐渐转变为下层的颗粒状。接头抗拉强度为872MPa,达到母材抗拉强度的98.2%,伸长率达到母材的90.7%。接头断面近似呈45°斜面,断裂形式为脆性和韧性混合断裂方式。     

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.