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。     

GH4199镍基高温合金的析出相分析研究

采用物理化学相分析方法对GH4199镍基变形高温合金不同成分的板材和棒材的析出相进行了定性、定量分析。详细研究了各种析出相的分离、分析方法,实现了M6C和W-Mo固溶体的分离与定量测定。研究表明,标准热处理试样主要析出相为γ′,M6C和W-Mo固溶体,经800℃长期时效后,大量的μ相生成,同时还析出较多的富铬相,如:M23C6,σ和α-Cr。同时探讨了不同C,Al,Ti含量对合金析出相析出量的影响规律,发现随C含量增加,M6C含量也逐渐增加,而Al,Ti含量增加也会导致γ′明显增加。微量元素Mg主要分布在     

注射成形FGH96镍基高温合金的脱粘和烧结工艺

本文以惰性气体雾化的FGH96镍基高温合金粉末为原料,采用粉末注射成形(PIM)工艺制备了难以加工的镍基高温合金材料.确定了合适的溶剂脱粘、热脱粘工艺.探索了合适的烧结工艺.结果表明:在合适的烧结工艺(真空1 270℃保温2 h烧结)下,试样常压烧结获得了均匀的组织,相对密度达到97.2%,抗拉强度达到1 007 MPa,延伸率为5%.     

镍基变形高温合金CDS&W FGH96热变形行为研究

随着新一代低油耗和高推重比航空发动机的发展,对新型涡轮盘合金提出了更高的要求。FGH4096是典型第二代高强和高损伤容限型涡轮盘合金,长期使用温度为700~750℃,采用粉末冶金(P/M)工艺制备。本文采用电渣重熔连续定向凝固(ESR-CDS)技术和多向锻造技术制备了低偏析的FGH96合金(命名为CDSW FGH96)锻坯,通过等温热压缩实验研究了锻态合金在温度范围为1060~1140℃,应变速率范围为0.001~0.100 s-1的热变形特点。结果表明,随着温度的增加,再结晶(DRX)分数先减小后增加;弥散细小的γ'相颗粒阻碍动态再结晶形核,而尺寸较大的相颗粒在一定程度上可大大降低对动态再结晶的这种阻碍作用;动态再结晶晶粒尺寸随着变形温度的降低而降低。通过流变行为计算得到热变形激活能为1289 k J·mol-1,并提出了合金CDSW FGH96高温变形本构方程。借助于场发射扫描电镜(FESEM)和透射电镜(TEM)阐述了动态再结晶机制为应变诱导原始晶界形核和第二相位错塞积形核。     

粉末粒度和氧含量对HIP态FGH96合金组织的影响

对氩气雾化法制备的高温合金FGH96粉末进行了热等静压(HIP)处理,分析了粉末粒度和氧含量对HIP态合金组织的影响,研究了FGH96合金组织中PPB的类型、相结构和形成机制。结果表明,氩气雾化FGH96粉末的氧含量较低,平均氧含量约为50×10-6,随着粉末粒度降低,颗粒比表面积增大,促进了粉末氧含量的升高;粉末经HIP处理后氧含量具有遗传特征,原始粉末氧含量越高,HIP态合金氧含量也越高,且平均氧含量增至83×10-6;粉末尺寸和氧含量对合金致密化行为无明显影响,HIP态合金密度约为8.33 g·cm-3。小尺寸粉末制备的HIP态合金原始颗粒边界主要析出ZrO2和MC碳化物,而大尺寸粉末制备的HIP态合金原始颗粒边界主要析出大尺寸花瓣状γ’相和少量MC碳化物。粉末粒度和氧含量影响PPB析出,小尺寸粉末因氧含量高经HIP处理时颗粒边界处存在更多、尺寸更大稳定的ZrO2,ZrO2成为MC碳化物析出形核的核心,促进了大量MC碳化物的析出。     

HGH104合金中析出相的研究

本文通过对本合金中四种不同热处理状态下的析出相进行了定性和定量分析试验,选择出提取高温合金中析出相的最佳电解制度。     

俄罗斯粉末高温合金涡轮盘的生产工艺

介绍了俄罗斯粉末高温合金涡轮盘的生工节,存在的问题和改进措施以及新合金,新工艺。目的是借鉴国外的先进技术以发展我国的粉末高温合金。     

盘件用FGH95镍基粉末高温合金

介绍了钢铁研究总院高温材料研究所在盘件用镍基粉末高温合金FGH95方面的研究现状和取得的成果，分析了目前研究工作存在的问题，提出了盘件用粉末高温合金今后的发展方向和研究重点。     

FGH96合金固相扩散连接界面组织与失效机制

对原始状态分别为锻态、固溶态和半时效态的FGH96合金固相扩散连接界面显微组织进行表征,并对连接界面的拉伸性能进行测试,对失效行为进行研究。结果表明,锻态、固溶态和半时效态试样经固相扩散连接后界面均实现了良好的冶金结合,连接界面无孔洞和缝隙等缺陷。锻态试样界面扩散更为充分,组织过渡更为平缓;固溶态和半时效态试样界面存在明显的连接影响区。锻态试样经固相扩散连接和标准热处理后,二次γ?相细小、均匀且呈典型椭球状;固溶态和半时效态试样因固相扩散连接热循环的作用导致γ?相发生长大和分化。二次γ?相尺寸及形貌的不同决定了界面区域性能水平的差异。电子背散射衍射测试结果表明,连接界面处大晶粒的择优取向为{100},距离固相扩散连接界面越近,晶粒的择优取向越明显。拉伸试验结果表明,锻态试样经固相扩散连接和标准热处理后,连接界面处的强度达到基体强度的99%以上。拉伸裂纹主要萌生于连接界面大晶粒及γ?相粗化聚集区域,体现为穿晶的韧窝型断裂。     

DA169合金涡轮盘的高温断裂韧性

高温断裂韧性符合ＫＩＣ（ＭＰａｍ１／２）＝１１６．４－０．０４４ｔ（℃），６００℃Ｊ积分符合ＪＲ＝７２．２（△ａ）０．５８８，６００℃时ＫＩＣ实验值与由６００℃Ｊ积分换算的ＫＩＣ值基本符合，ＤＡ１６９合金涡轮盘基本达到高强度韧的要求。     

Research on novel cast and wrought superalloy FGH4096 for aircraft turbine disk applications

The ingot metallurgy of electro- slag remelting continuous directional solidification(ESR- CDS) followed by multiple forging and isothermal forging, a novel cast and wrought(C&W) routes for preparation of FGH4096 turbine disk, was developed to solve the difficulties of microstructure controlling, the macro- segregation, poor processing of ingot with high alloying element used for the turbine disk of advanced aircraft engine. From aspects of ingot microstructure characteristics, hot working plasticity, microstructure controlling, mechanical properties and strengthening mechanisms, the preparing processes of C & W superalloy FGH96 turbine disk were studied. The formation of bulk ?? phase, borides phase and carbonitride strips can be avoided by the directionally solidified ingot, which resulted in excellent hot working plasticity. Multiple forging was applied to achieve the homogeneity of microstructure. The grains are fine in different parts of the billet, and the deformation dead zone can be eliminated. The mean grain size for alloy billet is close to ASTM 9-10. Because of the fine grains and the homogeneity of microstructure, the ultra- inspection capability for disk forging can be significantly improved. With the increase of solution temperature, the yield strength decreases. Under sub- solvus temperatures, the creep resistance decreases with the increase of solution cooling rate. The micro- twining shearing is the main creep deformation mechanism for the samples from disk rim.     

涡轮盘用高性能粉末高温合金的优化设计探讨

从成分和组织两个方面分析近年来国内外涡轮盘用粉末高温合金的优化设计过程,总结新的合金化途径对合金力学性能的影响规律,探讨合适的热处理工艺对获取最佳显微组织的重要性,并为国内开展新型高性能粉末高温合金优化设计提出建议.     

碳化物对GH4698涡轮盘性能不均匀性的影响

由于变形条件不同,GH4698合金涡轮盘不同部位性能可能不均匀.本文取涡轮盘不同部位处试样,对其组织、性能的差异进行了研究.结果表明,涡轮盘不同部位塑性、冲击性能和持久寿命有明显差异,以轮毂处最差;不同部位γ′相没有明显差别;轮毂处有相当数量大尺寸二维薄片状碳化物MC存在,促进晶间裂纹的形成,可能是导致轮毂处性能不理想的一个重要原因.     

新一代镍基变形高温合金GH4065A的组织控制与力学性能

由于GH4065A合金的强化相γ′相的体积分数为43.0%,显微组织演化规律不同于传统的变形高温合金与粉末高温合金。系统分析了GH4065A合金的锻态组织特点与演化机制,发现其显微组织是一种不完全的动态再结晶(DRX)组织,动态再结晶晶粒被大尺寸γ′相限制长大,同时这些γ′相因晶界短路扩散而粗化,而未动态再结晶(unDRX)晶粒内弥散分布的小尺寸γ′相阻碍位错运动,进而形成大量由位错胞壁构成的亚结构。基于合金的锻态组织特点,可以通过固溶处理,利用动态回复(DRV)机制基本消除残留的未动态再结晶组织。根据GH4065A合金γ′相的固溶温度,可将热处理制度分为亚固溶处理与过固溶处理2种,亚固溶处理后的晶粒度为8.0级,过固溶处理的晶粒度为4.0级。经亚固溶处理后,GH4065A合金涡轮盘锻件的力学性能达到了第2代粉末涡轮盘的水平。     

磁场对镍基Ni-Mn-Ga铁磁合金相变温度影响的热力学分析

通过测量磁化曲线、电阻-温度关系和热分析等手段,研究了磁场对镍基铁磁合金试样Ni-Mn-Ga相变的影响.结果表明：在磁场作用下相变温度升高了约1.5 K,具有明显的磁场影响特征.利用马氏体相变热力学理论,研究了磁场对镍基铁磁合金化学自由能和非化学自由能与温度的变化关系,建立了其作用的数理模型,并与实验结果比较后基本吻合.     

钢中析出相定量分析技术及其应用

对钢中析出相的种类、作用、定量分析方法进行了综述,重点介绍了莱钢技术研发中心研究开发的国内先进的钢中析出相分析实验技术及其应用领域,描述了微合金钢的常见析出相的定量分析技术。     

一种定向凝固镍基铸造高温合金的物理化学相分析

系统研究了一种定向凝固镍基铸造高温合金的物理化学相分析方法。对3种热处理制度下的试验合金中各析出相的结构、化学组成和含量及γ′相+微量相的粒度分布进行了测定,揭示了该合金中析出相在不同状态下的变化规律。该合金的析出相为:γ′,(Ti,Nb)C,HfC,M23C6,W3.2Cr1.8B3,WB,M6C(痕)等,没发现μ和M3B2相析出。粒度分布结果表明,在900℃时效3 000 h,γ′相略有长大。     

一种高铬的铁镍基高温合金物理化学相分析

采用物理化学相分析方法研究了高铬的铁镍基高温合金时效后碳化物和金属间化合物的析出行为,通过实验确定了铁镍基高温合金中析出相的萃取方法、相分离方法、钢中析出相的类型和含量、γ′相的粒度分布。研究结果表明,铁镍基高温合金中析出相为γ′、NbC、TiC、Laves和σ,随着时效时间的增加,NbC和TiC相含量变化不大,Laves相和γ′含量略有增加,σ相含量增加比较明显,γ′相的粒度随时效时间明显增加,σ相含量的增加和γ′相颗粒的增大是造成合金高温屈服强度下降的主要原因。研究结果对高铬的铁镍基高温合金成分的控制、生产工艺的选择和热处理制度的合理制定具有指导意义。