α—Cr相在IN718合金中的析出及其热力学计算

通过热力学计算，建立了Cr,Mo及Nb与IN718合金的赝二元相图以及Cr-Fe-IN718赝三元等温截面图。研究了IN718合金中α－Cr相析出条件和化学成分对α－Cr相析出温度及析出量的影响。确定了α－Cr相析出的临界成分和不同成分条件下α－Cr相开始析出温度及析出量，同时得出了Cr,Mo和Nb含量与α－Cr相开始析出温度和析出量的关系式。利用X射线衍射对萃取相的分析及选择性浸蚀方法，验证并显示了α－Cr相在IN718合金中的存在和分布。     

磷对IN718合金δ相的影响

研究了磷对ＩＮ７１８合金δ相的影响。结果表明：磷改善热处处理组织中δ相的形态和分布,显著抑制儿过程中δ相的生长,磷对δ相生长的抑制可与磷对矿散的阻碍作用有关。     

IN718合金中磷与硫的交互作用

研究了掺杂不同量的磷和硫对ＩＮ７１８合金持久和蠕变性能的影响,结果发现,磷与硫之间存在害的交互作用,这种交互作用削弱了磷的有益作用,增加了ＩＮ７１８合金对硫有害作用的敏感性。     

热处理对激光增材制造IN718合金组织及析出相演变的影响

研究了经过固溶+双时效(SA)、均匀化+双时效(HA)、均匀化+固溶+双时效(HSA)3种热处理后IN718合金的微观组织、析出相的演变。结果表明,沉积态试样中的显微组织为柱状晶结构,并贯穿多个沉积层;经过SA热处理后开始发生再结晶;经HA和HSA热处理后再结晶程度显著提高。热处理能够促进沉积态中的柱状晶逐渐向等轴晶转变。沉积态试样中存在γ基体、Laves相和一些碳化物;经过SA热处理后溶解了大部分的Laves偏析相,并在晶界、晶内、枝晶间析出大量的针状δ相,还有部分碳化物残留;经过HA热处理后,Laves偏析相、δ相全部溶解,只有少量的碳化物残留;经过HSA热处理后Laves偏析相全部溶解,在晶界处析出部分δ相,还有少量的碳化物残留。沉积态试样中没有γ′、γ″相析出,3种热处理状态均有大量的γ′、γ″相析出。     

磷在变形IN718合金中的作用

研究了磷在变形ＩＮ７１８合金中的作用,结果表明,磷显著改善了该合金的持久性能,明显延缓蠕变进程,添加０．０２％磷可使表观蠕变激活能由６７８．６ｋＪ／ｍｏｌ提高到７４６．１Ｋｊ／ｍｏｌ,晶界扩散激活能由２７６．１ｋＪ／ｍｏｌ提高至３４９．８ｋＪ／ｍｏｌ,磷的作用起因于降低晶界能而偏聚于晶界,从而抑制晶界扩散,降低晶界结合力。     

α-Cr precipitation behavior and its effect on high Cr-containing superalloys

为了对不同Cr含量高温合金中α—Cr相析出行为进行对比研究，优化高Cr合金中α—Cr相的组织形态，通过微观分析手段对不同Cr含量的GH169，GH625，GH648及两种高Cr实验合金进行α—Cr相析出行为的对比分析，同时通过特殊热处理对高Cr合金α—Cr相组织优化进行了初步研究．结果表明，Cr含量低于25％的GH169和GH625合金在标准热处理后均没有α—Cr相析出，但经过长期时效后α—Cr相依附于δ相和M6C的界面析出；而Cr含量大于30％的GH648合金以及更高Cr含量的两种实验合金，α—Cr相已直接从奥氏体基体中析出，并有不同的析出存在形态，随Cr含量增加，α—Cr相从短棒状和颗粒状向长片条状和层片状的析出方式变化．同时，通过特殊热处理优化α—Cr相组织分布形态，获得细小弥散分布的α—Cr相，为高Cr合金的发展奠定研究基础，     

IN718合金近等温锻造研究

对IN718合金进行近等温锻造实验.结果表明:近等温锻造IN718合金微观组织和拉伸性能对温度场敏感,对变形量和应变速率不敏感,有利于IN718合金近等温加工成形.当成形温度较低时(980℃),晶粒细小,间隙相以短棒状析出,分散程度高,塑性性能高,但是屈服强度低;当成形温度较高时(1060℃),晶粒粗大,仅在晶界处有间隙相以针状析出,塑性性能较低,但是屈服强度好转;在1020℃近等温锻造IN718合金,晶粒细小,短棒状问隙相在晶内析出、针状间隙相在晶界处析出,拉伸性能优越,针状间隙相对屈服强度贡献显著.     

直接时效工艺对INCONEL 718合金组织的影响

采用XRD定量相分析法及SEM技术 ,研究了不同时效温度下Inconel718合金中析出相含量的变化和组织结构特点。确定了最佳时效工艺为 72 0℃× 8h 6 2 0℃× 8h。     

掺杂硫对IN718合金性能的影响

研究了掺杂硫对ＩＮ７１８合金的影响,结果表明,硫使蠕变抗力和持久寿命降低,硫对ＩＮ７１８合金的有害作用具有明显的表面效应,一种可能的机制是硫加剧表面晶界在蠕变和持久试验中的氧化和开裂。     

燃气轮机用IN718高温合金改锻工艺

为了探索IN718高温合金大型燃气轮机轮盘锻件的制造工艺及质量控制要点,采用VIM+VAR制备的Φ450 mm大规格IN718高温合金近铸锭,进行了不同变形温度、改锻火次及包套方式等热变形参数的改锻并制成锻件,经固溶+时效热处理后通过水浸法超声波检测、光学金相检验及室温拉伸试验等方法对锻件进行研究。试验结果表明：对于超大规格的IN718高温合金近铸锭材料,通过在1080～1010℃加热进行反复镦拔,可明显改善锻件上、下端面的变形量,降低超声波检测时的噪声水平,获得等轴细晶组织并消除δ相的方向性,锻件的综合力学性能最优;镦拔中应注意减少坯料与平砧的传热,避免出现少数未再结晶的、顺着变形方向被拉长的扁长晶粒。     

热处理温度及时间对IN718高温合金的影响

研究了热处理温度及时间对IN718高温合金微观组织、力学性能及抗腐蚀性能的影响。结果表明,经过810℃×30 min的热处理后,合金晶粒度为7～8级,微观组织均匀,缺陷较少,此时合金具有最佳的综合力学性能,硬度(HV)达到250.48,抗拉强度比未处理合金提升了8.48%,腐蚀点面积最小,约为1 132.66μm²。经过900℃×30 min的热处理后的合金腐蚀后增重最少,约为0.001 0 g,其次是810℃×30 min热处理后的合金,增重约为0.001 3 g。     

离心喷射沉积IN718合金及其δ相中典型元素的分布特征

对离心喷射沉积（CSD）IN718合金涡轮盘沿厚度方向Nb元素的含量、热处理制度、凝固态成分偏析区的体积分数、δ及γ相中各元素含量及其分配量进行了研究。结果表明：尽管在CSD成型合金中Nb的偏析比较小，但使用标准热处理制度尚不能使其均匀化：采用1040℃，6h固溶均匀化处理可使Nb的偏析消除，并在该温度下经21h处理可在盘厚截面上获得Nb的均匀分布；将完全均匀化的试样分别经910℃，2h，4h，6h，8h时效，在δ相（γ相）中元素Ni，Nb和Ti的含量及其分配量逐渐增加（减少），与之相对应，元素Cr和Fe的含量及其分配量逐渐减少（增加），采用亚点阵元素浓度测算法，能合理确定时效过程中δ及γ相中各元素的含量及其分配量的变化。     

IN718镍基高温合金激光快速成形件组织和力学性能研究

利用IN718镍基高温合金粉末进行激光快速成形,得到激光快速成形件,然后进行热处理,讨论了经过激光快速成形所得到的沉积态和热处理后的组织特征。结果表明,沉积态的室温拉伸屈服强度和抗拉强度明显比热处理后的低,但塑性比热处理后的高。     

激光温喷丸IN718镍基合金残余应力高温释放行为

为了研究激光温喷丸对IN718镍基合金高温释放行为的影响,以20℃室温激光喷丸(LP)和260℃激光温喷丸(WLP)处理的IN718镍基合金为研究对象,从微观组织、残余应力等角度,通过保温试验探索了温度、时间与残余应力释放的关系,并从高温软化和蠕变理论角度对残余应力的高温释放规律进行分析。结果表明,WLP较LP处理的IN718镍基合金具有更好表面高温稳定性和更高位错密度,且晶粒细化更为明显;随着保温温度的升高,LP和WLP处理件残余应力释放幅度均明显增大,但前者释放速度更快,且位错密度有明显减小的趋势;700℃保温500 min后,LP和WLP处理件表面残余应力分别释放68%和36.7%,最大残余应力释放率出现在保温初始阶段,且释放规律符合Zener-Wert-Avrami函数。     

α—Cr在Incone1718合金中析出行为的微观分析

使用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD），研究了DA718和标准热处理718合金经过593℃～677℃时效500h-2000h后α－Cr相的析出规律及其对合金性能的影响。结果表明，α－Cr经常与δ相在晶界共同析出，随着时效温度的提高和时效时间的延长，α－Cr析出数量增加。应力能够促进α－Cr的析出。α－Cr的析出是造成合金高温时效后冲击值降低的原因。     

C1023镍基高温合金中时效析出σ相

研究了5种成分的C1023镍基高温合金850 ℃时效试样中析出σ相的形态、数量、分布及其对高温持久寿命的影响.对C1023合金铸态试样进行了850 ℃保温500 h的时效热处理及850 ℃、应力325 MPa的高温持久性能测试;对时效试样显微组织和持久试样断口形貌及微区成分进行观察分析,测定了时效试样中σ相的含量.结果表明,C1023合金850 ℃时效析出的σ相有2种典型形态:在枝晶间均匀分布的颗粒以及从枝晶间伸向枝晶干的长针;在850 ℃时效240 h左右出现析出峰,时效400 h之后σ相的生成量相对稳定.存在合金成分-σ相生成量-高温持久寿命之间的良好对应关系.成分中Cr、Mo等元素含量在成分范围的下限,而C与Ti含量在成分范围中限的合金,时效σ相的生成量相对少,σ针相对短粗,对应具有相对最高的持久寿命.     

IN718合金时效后的组织及其典型元素分布特征

对离心喷射沉积IN718合金进行固溶处理及870℃×(10～100)h时效.利用EPMA背散射电子像及TEM衍衬像显示其显微组织形貌,利用电子探针.能谱分析(EPMA-EDS)和复相分离法(MPSM)测算了合金中的γ"、δ和基体相的成分,计算了各相含量以及相间典型元素分配量,分析了各元素在γ"和δ相的分布特征.结果表明,离心喷射沉积IN718合金在870℃时效后析出γ"和δ相;随着时效时间的延长,δ相含量符合Avrami公式规律;时效30 h后γ"相含量随时间呈线性增加;元素分配量的变化揭示了时效过程中相间元素的分布特征.     

铸造镍基高温合金IN792的凝固和偏析行为研究

采用等温凝固淬火试验(ISQ)与差热扫描量热(DSC)分析的方法对铸造镍基高温合金IN792的凝固过程和元素在固、液相中的分配进行研究,得到了合金的等温凝固组织、相析出顺序图、凝固特性曲线以及元素在不同温度下的偏析特性。ISQ结果表明:IN792合金的液相线温度为1328℃,开始析出MC碳化物的温度为1310℃,开始形成(γ+γ’)共晶的温度为1225℃,于1190℃开始析出二次γ’相。由DSC测得的合金宏观固相线温度(尚存体积分数5%残余液体)和由ISQ测得的微观固相线温度(终凝温度)分别为1250和1180℃,两者相差达70℃,这一温度范围往往是热裂缺陷形成的敏感区间。IN792合金在液相线下30℃范围内液体量锐减,析出了体积分数约85%的γ枝晶。1300～1270℃是合金枝晶间液体由连通转为断开的温度范围,它与铸件疏松形成密切相关。在1325～1190℃温度区间,IN792合金中元素W、Co分配系数大于1,倾向富集于枝晶干固相,为负偏析元素;Zr、Mo、Ti、Ta、Cr分配系数小于1,倾向富集于枝晶间液相,为正偏析元素;Al在凝固早期富集于液相而后来倾向于分布在枝晶干固相区,随着凝固温度降低逐步转变为负偏析元素。在1325～1210℃温度范围内,随着凝固温度降低,Al、Ni的分配系数升高,而Mo、Cr的分配系数降低。相反,在1210～1180℃温度区间,随着凝固温度降低,Ni、Al的分配系数降低,而Mo、Cr的则升高。     

激光选区熔化IN718合金的熔池演化过程数值模拟

采用离散元（DEM）与流体体积（VOF）相结合的方法,以IN718粉末的激光选区熔化（SLM）过程为研究对象,通过数值模拟和试验验证,研究了激光功率对熔池尺寸的影响,以及熔池演化和熔道形貌的形成机理。结果表明,随着激光功率增大,熔池尺寸逐渐增大,熔池连续性和尺寸均匀性增强,合适的工艺参数（P=200 W,v=1.5 m/s）会获得最佳熔道形貌;由温度梯度引起的表面张力梯度与蒸气反冲压力共同驱动了熔池的演化和熔道形貌的形成;优化层间旋转角（θ=67°）能够降低熔道两端孔缺陷出现的概率。