Ti-25Al-14Nb-2Mo-1Fe合金高温力学性能研究

通过加入第四组元β相稳定元素Fe和Mo来替代部分Nb元素制备Ti-25Al-14Nb-2Mo-1Fe合金.结果表明,较参比材料Ti-22Al-27Nb合金,Ti-25Al-14Nb-2Mo-1Fe合金的瞬时蠕变应变、1％蠕变时间和稳态蠕变速率均得到较大改善,并且自扩散激活能也得到提高;该合金在650℃高温条件下,具有较好的力学性能.     

Mo-3Nb合金化单晶微型试样强度测试

介绍了微型试样的测试方法及机理,对所研制的Mo-3Nb合金化单晶材料分别采用微型试样测试和常规室温拉伸测试,并对2种方法所得结果进行比较,微型试样检测的抗拉强度、屈服强度值均低于常规拉伸试样,延伸率偏差较大,但作为Mo-3Nb合金单晶拉伸性能一种定性判据是有效的.     

DD3单晶高温合金的高温蠕变断裂行为

通过对DD3单晶高温合金试棒进行1030℃／196MPa、1040℃／177MPa和1050℃／140MPa蠕变实验,并对试样断口形貌及其组织进行观察和分析,研究了第一代单晶高温合金DD3的高温蠕变断裂行为。蠕变试验结果表明：在1030～1050℃条件下,DD3合金具有优良的蠕变性能;蠕变开始不到10h,合金即进入稳态蠕变阶段。断口形貌及组织分析表明：高温条件下的DD3单晶高温合金蠕变断裂裂纹萌生于微孔,断裂模式为微孔聚集型断裂。     

含Mo单晶镍基合金的高温蠕变及损伤行为

通过蠕变性能测试及组织形貌观察,研究含3%和5%(质量分数)Mo无Re单晶镍基合金的高温蠕变和损伤行为。结果表明:与3%Mo单晶合金相比,5%Mo无Re单晶合金具有较好的蠕变抗力和较长的蠕变寿命,测定出5%Mo单晶合金在1040℃、137 MPa的蠕变寿命为556 h。在施加的温度和应力范围内,测定出合金在稳态蠕变期间的表观蠕变激活能Q=484.7 kJ/mol。合金在稳态蠕变期间的变形机制是位错在基体中滑移和攀移越过筏状γ′相;合金在蠕变较后阶段的变形机制是位错剪切进入筏状γ′相。随蠕变进行,位错的交替滑移致使合金中筏状γ′相发生扭曲,并在筏状γ′/γ两相界面发生裂纹的萌生和扩展,直至断裂,是合金在高温蠕变后期的损伤与断裂机制。     

镍基单晶高温合金的典型蠕变寿命模型

镍基单晶高温合金具有一定的高温强度、良好的抗氧化、抗热腐蚀、抗冷、热疲劳性能,并有良好的塑性和焊接性。镍基单晶高温合金作为航空发动机涡轮叶片的重要材料,其力学性能对航空发动机有着重大影响,研究其疲劳寿命具有重要意义。镍基单晶高温合金蠕变疲劳损伤及寿命预测一直是国内外学者研究的重点。文章基于蠕变疲劳理论和国内外研究情况,阐述了稳态蠕变本构关系和θ映射蠕变模型,介绍了几种典型的镍基单晶高温合金的蠕变疲劳寿命模型。文章分析指出,当前在工程应用中主要采用单晶合金的蠕变疲劳宏观模型,而微观模型的研究还处于探索阶段,建议用微观模型建立蠕变寿命预测方法,分析微观理论机制,有望提高预测精度与蠕变寿命。     

基于位错运动的镍基单晶各向异性蠕变寿命预测

对3种不同取向的DD6镍基单晶高温合金进行了980℃下的蠕变试验,结果表明镍基单晶高温合金蠕变失效机理是材料内部微孔洞的萌生与微裂纹的扩展,其本质是由位错运动造成的。采用透射电镜(TEM)对蠕变初期[001]、[111]和[011]3种取向的单晶合金的位错形貌进行观测,发现其分别符合八面体滑移系开动、六面体滑移系开动与两滑移系同时开动的特征。针对上述微观现象,基于晶体塑性理论建立了考虑Orowan效应与位错阻碍效应的蠕变本构模型与蠕变损伤模型,并根据试验得到的蠕变曲线拟合了模型参数。该模型的有限元模拟结果与单晶材料的蠕变断口形貌相互印证,解释了单晶蠕变的各向异性的力学行为。     

合金化Mo-3Nb单晶材料的室温力学性能

采用微型样品测试方法测试了俄罗斯及国产合金化Mo-3Nb单晶的室温力学性能。结果表明：俄罗斯Mo-3Nb单晶屈服强度、抗拉强度、显微硬度比国产Mo-3Nb单晶要高，而延伸率略低；微观分析发现俄罗斯单晶基体Nb含量略高于国内研制的单晶且含有一定数量的棒状强化物。微观组织和成分的差异是引起2种Mo-3Nb单晶力学性能差异的主要原因。     

定向凝固NiAl-28Cr-5Mo-1Hf合金的高温蠕变

研究了定向凝固NiAl-28Cr-5Mo-1Hf合金的显微组织和高温拉伸蠕变行为，该合金由NiAl相、Cr(Mo)相和少量聚集在NiAl和Cr(Mo)相界处的Ni2AlHf(Heusler)相组成，蠕变曲线表现为较短的减速蠕变阶段和较长的稳态蠕变阶段及较高的蠕变应变，且蠕变后显微组织的变化不大，该合金的蠕变由晶格自扩散引起的位错攀移所控制，蠕变断裂数据符合Monkman-Grant关系。     

NbCr_2/Nb合金高温蠕变行为

采用机械合金化+热压制备了成分为Nb-22.5at.%Cr的细晶NbCr_2/Nb合金。通过Gleeble 3500型热模拟机上的恒应力压缩试验,研究了合金的高温蠕变行为,并采用透射电子显微镜观察了合金变形前后的组织。结果表明:NbCr_2/Nb合金的稳态蠕变速率随应力的增加和变形温度的升高而加快,1000℃和200 MPa条件下,NbCr_2/Nb合金的稳态蠕变速率为9.0×10-5s-1,1000℃下的应力指数为4.36,而200 MPa下的蠕变激活能为510.7 kJ·mol-1。蠕变变形过程中,Nb基体中位错的滑移、攀移和Laves相NbCr_2中的同步剪切是蠕变变形的主要方式;随着变形温度升高,Nb基体颗粒有形成亚晶的趋势,且两相颗粒界面处应力增大,Laves相NbCr_2颗粒中层错/孪晶密度增加。     

含Re/Ru镍基单晶合金的高温蠕变行为和损伤特征

通过蠕变性能测试和组织观察,研究4.5％Re/3％Ru镍基单晶合金在高温的蠕变行为和损伤特征.结果表明:测定出该合金在(1100℃,140 MPa)下的蠕变寿命为476 h.合金在高温稳态蠕变期间的变形机制是位错在γ基体中滑移和攀移越过筏形γ′相,在蠕变后期的变形机制是位错在基体中滑移和剪切筏状γ′相.其中,剪切进入γ...