高温合金定向凝固用陶瓷型壳的铸型反应和导热性

介绍了陶瓷型壳和高温合金中的活性元素发生的化学反应,重点描述了陶瓷型壳中的SiO2和Al2O3与合金元素中的Nd、Hf、C、Al、Cr等的化学反应状况,由于非硅基粘结剂不含易于反应的SiO2,从而降低或消除铸型反应.此外,在陶瓷型壳中涂高辐射率涂层、添加金属氧化物和导热体等方法可以提高定向凝固过程中固-液界面凝固前沿的温度梯度.     

定向凝固NiAl合金的微观组织和高温力学性能Ⅱ.高温力学性能 …

用压缩实验的方法研究了热等静压处理后ＤＳ ＮｉＡｌ－２８Ｃｒ－５．５Ｍｏ－０．５Ｈｆ合金的高温变形行为。发现流变应力随温度升高或应变速率减小而降低,服从幂指数规律,并求出了合金的应力指数ｎ和变形激活能Ｑ。运用ＨＲＥＭ从微观方面分析了合金中存在的各种界面以及界面与力学性能的关系。     

氧化铝定向凝固高温型壳性能探讨

对型壳基体材料和矿化剂配比进行了试验研究,分析矿化剂的加入对氧化铝型壳高温性能的影响,探讨了二次莫莱石化能明显提高氧化铝型壳高温性能的主要原因。结果表明,氧化铝型壳可以应用于定向和单晶叶片的实际生产。     

定向凝固和单晶高温合金的再结晶研究

定向凝固和单晶高温合金具有优异的高温力学性能,是制造先进航空发动机涡轮叶片的主要材料.定向凝固和单晶高温合金的优异性能主要来源于消除了与主应力轴垂直的晶界,而再结晶的出现会显著降低合金的高温力学性能.针对近年来国内外对于定向凝固和单晶高温合金再结晶的研究,系统地介绍了定向凝固和单晶高温合金再结晶的特点、主要影响因素、再...     

定向凝固铸造用氧化铝型壳热强度性能研究

通过矿化剂及矿化剂加入量、各组元含量对型壳热强度的影响研究,研制一种电熔莫来石加矿化剂的硅溶胶型壳.该型壳具有很高的热强度,其1550℃的抗弯强度由电熔刚玉加矿化剂型壳的4.99MPa提高到13.65MPa,为单晶叶片用薄壁型壳的研制奠定基础.经定向叶片生产验证,效果优良.     

定向凝固铸造高温合金DZ125热处理工艺的研究

研究了一步和三步两种热处理工艺对DZ125合金组织及性能的影响。结果表明：采用三步热处理工艺可明显改善显著组织。1180℃预处理消除了合金中的低熔点相，有效地抑制了合金的初熔，提高了合金的固溶温度，随着固溶温度的提高，元素枝晶偏析减轻，共晶中的γ′相和初生的粗大γ′相固溶量增加，在随后的冷却和时效过程中析出较多细小γ′相，1100℃高温时效调整了细小γ′相的尺寸和形状，使合金中温，高温持久寿命比一步热处理有不同程度提高。     

定向凝固高温合金DZ125的修复热处理

对实际生产中叶片在真空热处理工序可能出现的问题，如设备故障造成的欠温、保温不足、冷却速度偏低等进行了模拟，研究了修复热处理对DZ125合金组织和性能的影响。结果表明，出现上述情况时，可以对DZ125合金叶片进行修复热处理。     

定向凝固铸造用氧化铝型壳热蠕变性能研究

从控制型壳的显微结构出发,研究如何使玻璃相转变为晶相,在型壳中形成主晶相间以高温稳定的异晶相直接结合的显微结构,从根本上提高型壳的高温抗蠕变性能.本文通过研究型壳材料、矿化剂对型壳热蠕变性能的影响,研制出一种电熔莫来石加矿化剂的硅溶胶型壳,该型壳具有很高的高温抗变形能力,其1550℃的自重变形度由电熔刚玉加矿化剂型壳的3.75％降为0.03％.经定向叶片生产考核,效果优良.     

定向凝固过程中型芯型壳温度场数值模拟

以空心涡轮叶片作为典型件,开展了定向凝固过程中叶片、陶瓷型芯和陶瓷型壳温度场的数值模拟研究,分析了陶瓷在定向凝固过程中的膨胀特点,对空心叶片铸造过程中陶瓷型芯的定位进行了设计。     

定向凝固过程中型芯、型壳温度场数值模拟

以空心涡轮叶片作为典型件，开展了定向凝固过程中叶片、陶瓷型芯和陶瓷型壳温度场的数值模拟，分析了陶瓷在定向凝固过程中的膨胀特点，对空心叶片铸造过程中陶瓷型芯的定位进行了设计。     

一种镍基定向凝固高温合金与陶瓷铸模的界面反应研究

采用扫描电子显微镜和能谱等分析手段研究了某镍基定向凝固高温合金与SiO_2基陶瓷型壳以及Al_2O_3基陶瓷型芯的界面反应。实验结果表明,该镍基定向凝固合金与SiO_2基陶瓷型壳会发生较严重的界面反应,在合金与SiO_2基型壳之间有一层约3~5μm厚的白色HfO_2层和一层稀薄的Al_2O_3层,反应产物的富集可以抑制界面反应的进一步进行;而与Al_2O_3基型芯几乎不发生界面反应,只有微量的HfO_2在界面处零星分布。同时,这一结果符合了界面反应的热力学关系。虽然Al_2O_3基型芯能有效减少界面反应,但Al_2O_3基型芯存在较多的空隙,合金熔液在凝固时渗入其中增加了合金表面的粗糙度,提高Al_2O_3基铸型的致密度有利于提高合金铸件表面品质。     

单晶高温合金用SiO2基型芯力学性能及本构模型

对定向凝固单晶高温合金空心叶片用SiO_2基陶瓷型芯的力学行为进行了研究,得到了烧结样品S0和热处理样品S1、S2和S3的强度、弹性模量、应力-应变关系等实验结果。基于Weibull分布统计使用M-C (Mohr-Coulomb)判据结合实验结果,建立了符合定向凝固高温合金空心单晶叶片用SiO_2基陶瓷型芯的连续损伤本构模型,并给出了确定相关参数的方法。结果表明,经过1500℃高温热处理的SiO_2基陶瓷型芯样品力学性能、烧结程度均有所提高。使用损伤量D结合连续损伤本构模型公式和微观裂纹形貌,阐述了SiO_2基陶瓷型芯裂纹扩展与宏观断裂的演变关系。     

定向凝固下Mg-4Sm-xCa合金组织和力学性能研究

研究了定向凝固过程中不同Ca质量分数(0％、0.5％和1％)对Mg-4Sm合金组织和力学性能的影响,并采用XRD衍射仪、光学显微镜和万能试验机对其进行分析.研究结果表明:Mg-4Sm合金组织由α-Mg相和Mg41Sm5相组成,添加钙后,组织中新增了高温下不易分解的Mg2Ca相.在定向凝固条件下,随着钙质量分数的增加,组织得到相应程度的细化,但当钙质量分数达到1％时增加了柱状晶的不连续性.钙质量分数越高,这种不连续性越高.随着钙质量分数的增加,力学性能也得到显著的提高.当钙质量分数为1％时抗拉强度达到165 MPa,较铸态合金提高了81.3％.     

型壳中央散热对一种单晶高温合金凝固组织与持久性能的影响

单晶凝固过程中温度场均匀性控制对单晶制备过程特别重要。本文以国内广泛应用的第二代单晶高温合金DD6为研究对象,研究型壳中央散热对其凝固组织与持久性能的影响。结果表明,与合金中柱型壳相比,石墨中柱型壳能有效地改善单晶凝固过程中温度场的均匀性,提高温度梯度,有利于保持单晶凝固过程中热流方向的平直。因此,石墨中柱型壳有利于降低一次枝晶间距,细化γ-γ’共晶相,减少单晶生长方向与[001]方向的角度差,使单晶高温合金获得较高的持久寿命。     

Airslip结晶器内凝固壳形成特性分析

根据Airslip结晶器的传热特性,建立了凝固壳厚度和临界凝固壳厚度的数学模型.理论分析和实验结果表明,凝固壳厚度与铸造速度的乘积为常数,铸造速度增大,凝固壳厚度减小,铸锭表面质量提高;铸造速度的波动引起凝固壳厚度的波动,降低了铸锭的表面质量;铸锭直径和铸造速度的乘积也为常数,铸锭直径增大,铸造速度相应减小.     

Al-35La定向凝固组织的力学性能及形成机理

采用定向凝固技术,研究了Al-35La合金的组织形貌特征、力学性能及其形成条件。结果表明,定向凝固Al-35La合金试样中的枝晶沿主干方向成分是不连续的,表现为周期性双相枝晶组织。对其力学性能进行测试发现,各定向凝固试样压缩性能较好,硬度值较高。分析了Al-35La合金周期性双相枝晶的形成条件。讨论了一定强度的对流在枝晶形核与长大过程中起到的促进溶质交换、带走结晶潜热的作用。由此认为,一定强度的对流促进了Al-35La合金液中两相的交替形核和生长,最终在合金中形成周期性双相枝晶组织。