高温时效对镍基单晶高温合金的组织演化行为的影响（英文）

研究了高温时效对一种镍基单晶高温合金组织演变行为的影响。使合金在980,1050,1100℃,进行20,50,100 h的短期时效及在1100℃下进行200~800 h的长期时效,采用扫描电子显微镜进行组织形貌的观察、电子探针显微分析仪分析TCP相的成分,并对时效后的试样进行硬度测试。试验结果表明:在短期时效时,γ'相的粗化符合扩散控制理论的长大规律,即r3与t成正比,可求得不同温度的粗化长大系数;在长期时效下,1100℃时效400 h后,筏排状的γ'相形成且有TCP相析出,TCP相中富含Re和W元素;此外,在1050℃时效50 h及在1100℃时效20和100 h后,合金中也有TCP相的析出;硬度结果显示,不同时效条件的试样硬度值没有明显变化。     

长期时效对一种镍基单晶高温合金组织演化及持久性能的影响

研究了长期时效对一种镍基单晶高温合金显微组织及持久性能的影响。结果表明:800℃时效1000h后,γ′相仍保持立方体形态;980℃时效1000h、1010℃时效500h后,γ′相逐渐连接形筏。980℃时效500h、1010℃时效100h后,μ相以针状和颗粒状形态逐渐析出,980℃时随时效时间延长,μ相逐渐增加,1010℃时随时效时间延长,μ相先增加后减少。800℃长期时效后合金的持久寿命变化不大,980,1010℃时随时效温度升高和时效时间延长,合金的持久寿命递减。     

980℃长期时效对DD5镍基单晶高温合金组织与性能的影响

研究了二代单晶高温合金DD5在980℃无载荷时效处理后的组织及性能变化。结果表明:DD5合金980℃时效后组织基本稳定,5000 h时效后未发现TCP相的析出。980℃时效中,150 h时效后γ'相呈规则立方状并未发生明显长大,平均尺寸达到约0.5μm,1000 h时,γ'相基本呈立方形态分布,但平均尺寸约1μm,2500 h时γ'相粗化明显,5000 h时基本形成筏状组织。时效后,初生碳化物发生分解并有次生碳化物析出,包括点棒状MC(1),块状富Hf的MC(2),细小质点状M23C6。870℃抗拉强度值随时效时间延长逐渐下降,1000 h后下降5.5%,而5000 h后下降9.8%。持久寿命随时效时间延长呈逐渐递减趋势:980℃/207 MPa的持久寿命,1000 h后下降19%,5000 h后下降了43%;1070℃/140 MPa的持久寿命1000 h后下降38%,5000 h后下降了52%;1093℃/158 MPa的持久寿命1000 h后下降31%,5000 h后下降了52%。     

喷射成形镍基高温合金时效行为（英文）

主要研究了喷射成形镍基高温合金的微观组织特征和时效硬化行为。合金经1140℃,8 h固溶处理,然后在780℃,2~12 h时效处理。分别测试了合金显微硬度、析出相大小及形态、电导率和正电子湮没寿命与时效时间的关系。结果表明,在时效8 h时,显微硬度达到最大值,此时γ'长大到临界尺寸56 nm。然而,时效时间超过8 h,合金显微硬度降低,这是由于γ'长大超过了其临界尺寸。随着时效时间延长至6 h,电导率快速增加到其最大值32%IACS,但是正电子湮没寿命则降低到最小值149 ps,在时效时间为10 h时,正电子湮没寿命达到最大值297 ps。这是由在时效过程中γ'尺寸的变化以及缺陷浓度的变化引起的。     

长期时效对两种低Re镍基单晶高温合金显微组织和持久性能的影响

采用扫描电镜和蠕变试验机研究了长期时效对两种低Re镍基单晶高温合金(1.0Re和1.5Re合金)显微组织和持久性能的影响。结果表明：在980℃/1000 h的长期时效处理过程中,合金的γ′相发生粗化和连接,1.0Re合金粗化速率略大于1.5Re合金。980℃长期时效过程中两种合金均未析出TCP相,均表现出较好的组织稳定性。持久性能测试表明：200 h长期时效后1.0Re和1.5Re合金在1038℃/172 MPa的持久寿命较热处理态分别提高了16.8%和13.3%;随着长期时效时间的延长,持久寿命略有下降,长期时效1000 h后,1.0Re和1.5Re合金的持久寿命较热处理态分别下降了15.8%和14.9%。3种状态下两种合金持久寿命均相近,说明用0.5%W代替0.5%Re后起到相同的强化效果。     

二代镍基单晶高温合金DD5的组织演化和稳定性（英文）

研究含晶界强化元素碳、硼和铪的第二代镍基单晶高温合金DD5的组织演化和稳定性。利用光学显微镜、扫描电镜、电子探针、能量分散光谱和萃取试验研究DD5合金的铸态、热处理态和热暴露后的微观组织和成分。在铸态条件下,γ相为初生凝固相,枝晶间存在3种偏析相,其形貌取决于元素偏析程度。热处理后,枝晶杆内γ′相细小且立方化程度高,尺寸约为0.5μm,质量分数为61.685%,枝晶间存在不规则γ′相和MC/M23C6碳化物。经980°C、1000 h热暴露后,未发现TCP相析出,表明DD5合金在980°C具有较好的组织稳定性。     

抽拉速率对镍基单晶高温合金组织和偏析的影响（英文）

研究了抽拉速率对一种镍基单晶高温合金组织和成分偏析的影响。结果表明:随着抽拉速率的提高,一次枝晶间距与二次枝晶间距缩小,γ'相尺寸减小;γ/γ'共晶随着抽拉速率的提高,尺寸变小,但体积分数增加;同时,随着抽拉速率的提高,单晶成分偏析增加。     

TLP连接对一种镍基单晶高温合金拉伸性能的影响

采用Ni-Cr-B非晶中间层瞬间液相连接（Transient liquid phase bonding） 一种镍基单晶高温合金DD98，TLP连接在1230℃，8h真空条件下进行。利用扫描电镜进行微观组织观察和成分分析。在不同温度对接头与母材进行了拉伸实验。实验结果表明：接头的微观组织和化学成分与母材趋于一致；接头强度达到母材的标准，其它性能指标与母材相当，二者的应力一应变关系相同。     

预压缩镍基单晶合金拉伸蠕变期间的组织演化

采用预压应力处理使镍基单晶合金中的γ'相转变成P-型筏状结构,通过拉伸蠕变曲线测定和组织形貌观察,研究了该合金拉伸蠕变中的组织演化.结果表明:在拉伸蠕变初期,合金中的P-型筏状γ'相转变为N-型筏状结构.由于高温拉应力导致γ'/γ两相中元素平衡浓度发生变化及P-型筏状γ'相的不均匀粗化,促使P-型筏状γ'相发生分解出现沟槽;沟槽区域溶质元素化学位的提高引起的元素定向扩散是γ'相逐渐溶断成类立方体结构的主要原因.切应力分量使立方,γ'相与应力轴垂直界面的晶格收缩可排斥较大半径的Al和Ta原子,拉伸张应力使平行于应力轴界面的品格扩张可诱捕较大半径的Al和Ta原子,是促使γ'相定向生长成为N-型筏状的主要原因.其中,在拉应力作用下类立方,γ'相不同界面的应变能密度变化是元素扩散及γ'相定向粗化的驱动力.     

冷速对一种镍基粉末高温合金的显微组织和拉伸性能的影响（英文）

研究不同淬火制度下晶粒尺寸及强化相γ′的尺寸分布、形貌和体积分数对镍基高温合金拉伸性能的影响。采用油淬和空冷两种淬火方式,其对应的平均冷却速度分别为183°C/s和4~15°C/s。实验结果表明,油淬和空冷后的二次γ′相的平均尺寸分别为24.5 nm和49.8 nm,相应的体积分数分别为29%和34%;然而两种条件下的平均晶粒尺寸几乎相等。在室温下,油冷态γ′相的拉伸强度高于空冷态的,当温度升高到650°C时,二者强度逐渐接近。断口形貌分析表明,在室温下,断口由穿晶断裂主导;随着温度升高,直至650°C以上,断口由沿晶断裂主导。结果表明,强化相γ′和晶界在镍基粉末高温合金中不同温度下发挥着不同的强化作用。     

扫描电镜下一种镍基单晶高温合金 长期时效过程中的界面位错演化

利用场发射扫描电镜观察分析了一种镍基单晶高温合金在长期时效处理过程中的位错网演化过程.结果 表明:在1100℃时效过程中合金γ/γ'界面形成了大量界面位错,界面位错反应形成位错网.随着长期时效时间的增加,界面位错网的间距逐渐减小.随着位错反应的进行,部分初始为四边形的界面位错网逐渐转化为八边形,最后形成方形位错网.界面...     

晶体取向对镍基单晶高温合金纳米压痕行为的影响（英文）

为了研究晶体取向对镍基单晶高温合金纳米压痕行为的影响,采用带原子力显微镜的Berkovich压头对[001],[011]和[111]取向的镍基单晶高温合金开展了纳米压痕试验。试验结果显示:晶体取向对压痕载荷-深度曲线、硬度和弹性模量有显著影响。晶体取向会影响γ′强化相的形状和体积分数,进而会影响其力学性能。采用晶体塑性理论对3种典型晶体取向下的纳米压痕响应和分解切应力分布开展有限元模拟,模拟结果与试验结果符合得较好。     

晶向对含空位单晶γ-TiAl合金拉伸性能的影响（英文）

采用分子动力学方法研究了含空位γ-TiAl合金沿不同晶向下的拉伸性能。通过一系列模拟分析了空位和晶向对力学性能和微观缺陷演化的影响,结果表明:晶向对含有Ti空位和Al空位模型的屈服应力和位错形核机制有明显的影响,在3个晶向上含Ti空位模型的屈服应力高于含Al空位模型。在单晶γ-TiAl合金的拉伸变形过程中,发现位错密度与堆垛层错数目具有相同的变化趋势。此外还讨论了温度对屈服强度的影响,随着温度的升高,材料的极限应力非线性下降,弹性模量明显降低。当温度越高时,晶向和空位缺陷对γ-TiAl合金极限应力的影响越小。     

热处理工艺对镍基单晶合金性能的影响

通过能谱分析和拉伸蠕变试验研究了热处理工艺对1.8Re-4.0W镍基单晶合金性能的影响.试验结果表明,合金的最佳固溶处理温度为1320℃;合金经1280℃×4h空冷均匀化处理,1320C×4h空冷固溶处理,再1080℃×4h空冷时效和870℃×8h3次时效后,在1072℃、137 MPa条件下的蠕变寿命达221 h.该...     

一种试验第3代单晶高温合金1100℃长期时效组织演化（英文）

通过1100℃长期时效100~800 h,研究了一种试验第3代单晶高温合金组织演化规律。结果表明:随着时效时间的增加,枝晶干γ′相逐渐变得粗大和不规则;而枝晶间γ′相形貌则随着时效时间的延长呈规则立方、合并长大、筏排化规律演化。枝晶干与枝晶间这种不同的γ′相演化规律主要由合金元素的偏析造成。时效300 h后,枝晶干析出了少量的针状TCP相,随着时效时间增加,枝晶干处TCP相析出量增加;枝晶间直到800 h仍未发现TCP相析出;TEM和EDX分析表明析出相为σ相,富含Re、W元素。     

扫描电镜下一种镍基单晶高温合金在长期时效过程中的界面位错演化

利用场发射扫描电镜观察分析了一种镍基单晶高温合金在长期时效处理过程中的位错网演化过程。结果表明:在1100℃时效过程中合金γ/γ′界面形成了大量界面位错,界面位错反应形成位错网。随着长期时效时间的增加,界面位错网的间距逐渐减小。随着位错反应的进行,部分初始为四边形的界面位错网逐渐转化为八边形,最后形成方形位错网。界面位错处γ′相溶解形成凹槽,与空冷相比,炉冷获得的界面凹槽更深。     

温度对镍基单晶高温合金DD13拉伸行为的影响

研究了新一代抗热腐蚀单晶高温合金DD13在不同温度下的拉伸行为,包括断口形貌、显微组织和位错组态等。结果表明:温度对合金的屈服强度和塑性影响明显。室温下,合金的屈服强度和抗拉强度分别为1059和1097 MPa;当实验温度在700℃时,合金的屈服强度和抗拉强度达到峰值,分别为1108和1340 MPa;而随着实验温度的继续升高,合金强度却呈明显的下降趋势,当实验温度达到1050℃时,屈服强度和抗拉强度分别为262和443 MPa。实验温度对合金塑性的影响则成相反趋势,合金在700℃时表现出相对较差的塑性。分析发现,不同实验温度下,γ/γ′界面的共格错配度和位错克服强化相γ′方式的差异是影响合金屈服强度的主要因素,而合金达到屈服点后,位错是否发生交割缠绕现象是影响抗拉强度和塑性的关键因素。700℃下,在许多强化相γ′内均发现不同滑移系层错交割、缠绕现象。     

K44镍基高温合金长期时效过程中γ'相粗化对拉伸性能的影响

研究了一种抗热腐蚀高温合金K44在800,850和900℃经(1-10)×103h长期时效后γ'相的变化和拉伸性能.结果表明,γ'沉淀相的长大动力学符合Lifshitz-Slyozof-Wagner熟化规律,长大激活能为255 kJ/mol.相对较小的γ'相出现与弹性应变能相关的形态不稳定现象.合金屈服强度随时效温度升高和时效时间的延长而降低,可以由Labusch-Schwarz强化理论来解释,但塑性却出现了波动.合金的强化机制为强相互作用位错对的切割机制.     

K44镍基高温合金长期时效过程中γ′相粗化对拉伸性能的影响

研究了一种抗热腐蚀高温合金K44在800,850和900℃经(1-10)×103h长期时效后γ′相的变化和拉伸性能．结果表明,γ′沉淀相的长大动力学符合Lifshitz-Slyozof-Wagner熟化规律,长大激活能为255 kJ／mol．相对较小的γ′相出现与弹性应变能相关的形态不稳定现象．合金屈服强度随时效温度升高和时效时间的延长而降低,可以由Labusch-Schwarz 强化理论来解释,但塑性却出现了波动．合金的强化机制为强相互作用位错对的切割机制．