GH4169合金板材γ″相在长期时效过程中的粗化行为

为了研究GH4169合金板材长期服役过程中的组织稳定性，采用光学显微镜和扫描电子显微镜分析了GH4169合金板材在600、650、700℃时效处理0～500 h过程中的晶粒尺寸变化与γ″相的粗化行为。经过仔细观察分析和定量测定后发现，在此温度区间内的长期时效过程中GH4169合金晶粒尺寸和δ相没有明显变化，γ″相产生了一定的粗化并且长轴与短轴的比显著增加。粗化规律符合LSW理论，γ″相平均直径的三次方与时效时间成正比，并使用修正的LSW理论获得了γ″相的粗化激活能为268.584 kJ/mol。     

Nb含量对GH4169合金组织和拉伸性能的影响

采用真空感应熔炼、锻造、轧制、热处理等工艺得到Nb元素含量分别为4.99%、5.13%、5.34%、5.50%的四种GH4169合金,研究了Nb元素含量对GH4169合金组织和拉伸性能的影响。结果表明:随着Nb元素含量的增加,GH4169合金两组室温屈服强度和抗拉强度的均值分别由1124.5 MPa和1402 MPa提高至1152.5 MPa和1489 MPa,两组650℃屈服强度和抗拉强度的均值分别由867.5 MPa和1035 MPa提高至975.0 MPa和1105 MPa,室温拉伸塑性略有降低,但650℃拉伸塑性几乎无变化,说明Nb元素含量的增加促进了主要强化相γ″的析出和长大,同时金相观察表明同样促进了晶界δ相的析出。     

激光熔化沉积成形/修复GH4169合金组织性能调控研究进展

GH4169合金由于具有优异的高温强度、抗疲劳、耐磨损、耐腐蚀等性能，长期服役温度高达650～700℃，因而广泛应用于航空航天、核工业及石油化工等工业领域，是一种不可或缺的高温结构材料。激光熔化沉积技术因其沉积效率高、成形构件组织细密、内部质量及力学性能优异，在大型金属结构件高效、高性能制造及高价值金属构件缺陷或损伤高性能修复方面极具优势。近年来，关于GH4169合金激光熔化沉积成形/修复方面的研究及应用日益增多，该合金已成为金属增材制造技术研究及工程应用的热点材料之一。首先介绍了激光熔化沉积成形/修复GH4169合金典型沉积态组织及力学性能，然后重点从调控成形工艺、施加后续热处理、外加能量场/强制冷却、引入塑性变形等4个方面综述了当前激光熔化沉积成形/修复GH4169合金组织及力学性能调控的研究进展。最后指出了当前激光熔化沉积成形/修复GH4169合金所面临的挑战，并对未来具备潜在可行性的组织性能调控方法进行了展望。     

固溶时效工艺对GH4169高温合金组织和性能的影响

本文通过G H4169合金在不同热处理工艺条件下的固溶和时效处理实验,研究了固溶温度和时效温度对合金的微观组织和性能的影响.结果表明:720℃时效处理工艺下,1050℃以上固溶处理,晶粒明显细化,1100℃下晶粒最细,随着固溶处理温度的升高,时效析出的第二相含量增加;620℃时效处理工艺下,1050℃固溶时效析出相的含...     

时效处理对热连轧GH4169合金组织及晶格常数的影响

采用透射电镜(TEM)对时效处理热连轧GH4169合金的组织形貌进行观察,并采用X射线衍射物相分析(XRD),运用Origin PFM软件和公式进行晶格常数测定,研究时效处理对GH4169变形高温合金组织结构与晶格常数的影响。结果表明,热连轧GH4169合金的组织主要由γ基体、γ'和γ″相组成,3相的体积分数分别为50%,45%和5%;经直接时效和长期时效处理后,合金中的γ基体的体积分数基本保持不变,γ'相的体积分数逐渐减小到26%和19%,而γ″相的体积分数逐渐增加到24%和31%,且γ'和γ″相分别以粒状和枣核状的形式镶嵌在γ基体中。X射线衍射分析表明,热连轧GH4169合金中γ,γ'和γ″相具有较大晶格常数,经直接和长期时效后,各相的晶格常数略有减小,HCR合金经直接时效和长期时效后,合金中γ和γ'相的晶格错配度分别由0.2910%增大至0.3827%和0.3639%,同时,γ″相与γ相的晶格错配度分别由0.1082%增大到0.1583%和0.1501%。     

GH169合金在长期时效过程中的稳定性研究

本文研究了GH169合金在550、600、650、700℃时效至2000h的力学性能和组织结构变化。在550～600℃时效由于γ″+γ′相补充析出,使合金具有较高强度和良好的塑性,无缺口敏感性;650℃时效至1000h的性能和组织与550～600℃的相当,700℃时效组织就不稳定,且性能有所下降,仍然可以短时使用。应用金相和电子显微镜研究γ″→δ相转变规律,做出650～850℃温度范围内γ″→δ相转变的C曲线,为GH169合金长期使用提供了参考数据。     

GH698合金的持久性能及组织

选用国产GH698合金棒材,在550℃、650℃、750℃下分别测试了100h、300h、500h、10000h的持久极限,并对组织的变化进行了研究.研究表明550℃、650℃持久试样的组织未发生变化,但750℃、300MPa持久试样中的大γ'相有粗化现象,这是高温应力长期时效的结果.由此确认GH698合金的长期使用温度不能超过750℃.     

长期时效过程中GH4586合金的微观组织演变机理

系统研究了航空涡轮盘GH4586A和GH4586B合金在700～800℃长期时效时,合金微观组织的演变过程.重点研究了时效过程中沉淀强化相与奥氏体基体的稳定性,尤其是拓扑密排相(TCP相)析出行为及其与时效温度和时效时间的关系.研究表明,长期时效过程中GH4586B合金未见TCP相析出,但γ相随时效时间的延长快速粗化,导致合金室温与高温强度显著衰减.GH4586A合金的γ相长大缓慢,从而保持了稳定的抗拉强度,但在750℃、2000h以上时效时出现了μ相析出在晶界与晶内M6C二次碳化物表面形核并以半共格形式向奥氏体基体内生长,致使合金的塑性有所下降.     

不同热处理工艺对GH4169合金相析出的影响

本文研究了不同固溶处理制度对GH4169合金中δ相析出行为的影响,测试了不同固溶处理温度下合金的显微组织形貌。结果表明:GH4169合金的最佳固溶处理温度为940℃,该温度下可得到粒状、短棒状形态的δ相。     

Al,Nb含量对GH706合金长期时效组织及持久性能的影响

铝和铌含量的改变对GH706合金组织及持久性能影响的研究结果表明,将Al的质量分数升高至1.25%,而Nb的质量分数降低至2.0%,抑制了合金晶内强化相γ″-Ni3Nb相的析出,促进了γ′-Ni3Al相的析出,同时阻止了晶界η-Ni3(Ti,Nb)相形成.在650℃长期时效后,降Nb提Al后晶内γ″-Ni3Nb相长大及η相的析出受到抑制,合金组织具有更高的稳定性,合金持久寿命的降低幅度远低于原型合金.     

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The influence of Nb on tensile properties at room temperature and 650?? as well as the effects of Nb on stress rupture properties at 650??/690MPa of GH4169 alloy with standard heat treatment (STD) and direct aging heat treatment (DA) were investigated. Microstructure and thermodynamic calculation were also undertaken. The results show that as Nb content increases from 5??2% to 5??4% (mass percent), the mass fraction of strengthening phases in the alloy as DA increases, and the strength also improves obviously at room temperature and 650?? while the strength decreases when Nb content reaches 5??6%. At the same solution temperature, the increase of Nb content will promote the mass fraction of ?? phase in the alloy as STD, but the effect on the mass fraction of strengthening phases is not so apparent as the DA state, and the extent of strength promotion is small. The stress rupture life of the alloy as DA improves with the increasing of Nb content, and remains nearly unchanged after Nb content reaches 5??6%. Whereas when Nb content rises to 5??6%, the change of ?? phase??s amount and morphology in the alloy as STD may result in significant decrease of the stress rupture life.     

GH4169 合金"等温锻造+直接时效"工艺探讨

利用Gleeble 15 0 0热力模拟实验机研究了温度、速率、变形量等对GH416 9合金等温变形力学参数及组织变化的影响。在较高的温度及较低的速率下 ,该合金的变形抗力显著降低 ,但变形后组织粗大 ;“等温成形 直接时效”后材料的室温拉伸、高温拉伸、高温持久等性能优于成形后再“固溶 时效”的性能。在 2 0 0t液压机上利用镍基高温合金模具进行了某航空发动机一级涡轮盘 1/4模拟件的等温成形 ,成形件外形良好 ,成形及直接时效后零件的材料组织细小均匀     

温度对GH4169合金蠕变行为及机制的影响

在研究了温度对镍基高温合金GH4169蠕变行为及机制的影响基础之上,分析了其断口形貌和蠕变断裂机理。实验结果表明,随着蠕变温度的升高,GH4169合金的稳态蠕变速率逐渐升高,蠕变寿命显著降低,即该合金有极强的温度敏感性。蠕变过程中,γ″相长大聚集,并向δ相转变,随着蠕变温度的升高,γ″相向δ相转变速度加快,晶内的γ″相数量减少,δ相所占体积增加,尺寸增大,次生裂纹数量减少,尺寸减小。当蠕变温度为650 ℃时,断口中存在较多亮白色撕裂棱,韧窝尺寸大小不一,有少量析出物和碳化物;当温度提高到670 ℃时,韧窝尺寸减小,以浅韧窝为主,且出现解理面;当温度提高到690 ℃时,只存在少量韧窝,且δ相的数量显著增多,出现解理台阶,断裂方式为解理断裂或准解理断裂。      

退火工艺对GH4169合金带材组织和力学性能的影响

为解决GH4169合金带材国产化制备工艺不成熟导致的组织及性能控制不稳定问题,对厚度为0.4 mm的GH4169合金带材的热处理工艺进行研究。讨论了不同退火温度、不同保温时间对带材金相组织、力学性能的影响,结果表明,退火温度对带材显微组织和力学性能存在显著影响,随着退火温度的提高,合金带材晶粒尺寸增大,同时合金抗拉强度、屈服强度和硬度呈下降趋势,而伸长率呈升高趋势;适当缩短保温时间可以使晶粒尺寸均匀,并起到细化晶粒的作用,与此同时,合金力学性能表现出抗拉强度、屈服强度和硬度增大,同时伸长率呈下降趋势。综合分析组织及性能,0.4 mm的GH4169合金带材最佳退火工艺为退火温度1 050℃、保温时间1.5 min,在该工艺下带材的晶粒度为8.5级,抗拉强度为870.5 MPa,屈服强度为389.5 MPa,伸长率为51.5%,维氏硬度为204HV1。     

预热下激光沉积TA15/GH4169梯度结构各梯度层组织及性能研究

在预热400℃的锻态TA15合金基材上,应用激光沉积制造技术制备了具有3层梯度层的TA15/GH4169梯度结构,研究了GH4169含量对各梯度层组织与性能的影响.利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量色散谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、摩擦磨损试验机对沉积样件进行了显微组织观...     

高温合金GH4169与GH4202在富氧气氛中的燃烧行为

采用富氧燃烧实验方法,通过光学显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪等手段对GH4169和GH4202高温合金燃烧试样进行分析,建立合金燃烧质量、热量和氧传输模型,探究两种合金的富氧燃烧机理并提出提高新型高温合金抗燃烧性能的措施.结果表明:GH4202与GH4169合金在富氧条件下均发生燃烧,GH4202抗燃烧性能优于GH4169;两种合金以液相进行燃烧,在合金燃烧前沿存在由未完全燃烧的金属颗粒和氧化物组成"燃烧层",燃烧层中合金元素的燃烧行为是决定合金整体燃烧的关键性因素;合金元素在燃烧前沿呈现"选择性燃烧"规律,Nb、Ti、Al、Cr等元素易于与氧发生燃烧,Ni滞后燃烧且燃烧热低,起到良好的抗燃烧作用.      

改型GH4133A合金长期时效的性能稳定性研究

对经过标准热处理改型GH4133A合金,在650、700和750℃进行长时间的时效处理,测量其室温拉伸和冲击性能、硬度、400℃拉伸性能和在750℃/343 MPa条件下持久性能.结果表明:在650℃和700℃下时效时,合金的性能变化规律一致,性能具有良好的稳定性.而在750℃时效时,合金的室温拉伸和400℃拉伸性能在时效500 h以前保持稳定,500 h以后随时效时间的增长而下降;合金的室温冲击性能在时效300 h以前保持稳定,300 h后下降;合金在750℃/343 MPa条件下,在时效600 h以前,持久性能寿命很稳定,基本保持在100 h左右,时效600 h以后的持久寿命迅速下降.     

Research on GH4169G alloy for aerospace turbine disk

Using metallographic observation and mechanical measurement,the microstructure and mechanical properties of GH4169G alloy has been investigated.The effect of the phosphorus,boron trace elements on mechanical properties of the GH4169G alloy are compared and analyzed.The results showed that the hot-workability of the GH4169G alloy is very good.The stress ruptures properties of GH4169G alloy is over 3 times than the traditional GH4169 alloy.     

GH4169合金热模锻直接时效压气机盘件的组织与性能

用热模锻技术成功锻制出我国目前最大推力的航空发动机压气机用437 mmGH4169合金直接时效盘件。通过光学金相检验、室温和650℃拉伸试验、650℃/700 MPa组合持久及595℃/825 MPa蠕变试验,对比研究了该盘件与普通盘件的组织和性能。结果表明,热模锻技术成功克服了模具的激冷影响,获得了尺寸精化、组织均匀的盘件。该盘件的组织性能全部超过了该发动机的技术要求。与普通模锻工艺相比,热模锻工艺的单件节材35 kg,材料利用率提高30%左右,且工艺的可控性和稳定性更好。