长期时效过程中FGH97合金γ′相演化规律

采用场发射电镜观察不同温度和时间时效后FGH97合金的显微组织,总结3种不同尺寸γ’相的演化规律。结果表明:不同温度下,随时效时间增加,一次γ’相和二次γ’相平均尺寸均存在最大值,三次γ’相平均尺寸均呈线性增长。550℃时效后二次γ’相分裂明显,由立方形长大为不规则形,分裂成田字花瓣形或蝶形,而后分解为小立方形,沿一定方向排列。而750℃时效后期,二次γ’相出现边界融合现象,且小三次γ’相聚集长大。γ’相尺寸变化导致时效后硬度值的变化。     

热处理工艺对铸造高温合金K480组织的影响

采用光学显微镜、扫描电镜对K480镍基高温合金的铸态组织和不同固溶、时效处理后的组织进行了观察。研究了不同固溶和时效处理对K480合金组织行为的影响。结果表明,合金经过1130℃亚固溶处理后,组织为大小两种尺寸的γ’相;经过1190、1210和1230℃过固溶处理后空冷,析出均匀的γ’相,并且随着固溶温度的升高,碳化物和共晶的含量逐渐降低。一次时效处理,固溶态γ’相平均尺寸随时效温度升高而增大,合金经1050、1090和1110℃×4 h时效后,γ基体通道中均有更细小的三次γ’相析出,而在之后的二次时效和全时效过程中,这些细小的三次γ’相又重新溶解到基体或周围的大尺寸γ’相中。     

高温时效对GH4145合金显微组织与力学性能的影响

研究了标准热处理态的GH4145合金在566℃高温时效过程中显微组织和力学性能的演变。结果表明:566℃下,随着时效时间的延长,时效初期合金的平均晶粒尺寸有所增大,而后基本保持不变。时效过程中部分尺寸较大的立方形二次γ'相发生了分裂,当时效时间超过500 h后,合金中还析出了尺寸细小的球形三次γ'相,且随着时效时间的进一步延长,其平均尺寸和体积分数均逐渐增大。试验合金的硬度和强度随时效时间的延长而逐渐增高,因此,GH4145合金螺栓在使用过程中容易出现硬度超标的问题。     

时效处理对优质GH738合金组织及力学性能的影响

采用力学性能测试与组织观察相结合的方式研究了时效温度和保温时间对优质GH738合金组织及性能的影响规律。结果表明,时效温度和时间均会对γ′相的体积分数和尺寸产生影响。当时效温度在720~800 ℃时,随着时效温度升高,合金强度下降,一次和二次γ′相分别长大30 nm和8 nm,一次γ′相体积分数增加,二次γ′相体积分数减少,时效温度为800 ℃时一次γ′相体积分数达到峰值,约为8%。当保温时间为0~48 h时,随时效时间延长,合金强度先升高后降低,两类γ′相分别长大20 nm和6 nm,一次γ′相体积分数先增后减,二次γ′相体积分数则变化相反。当保温时间为8 h时,两类γ′相体积分数分别达到峰/谷值,含量约为8%和12%。γ′相尺寸和体积分数的变化,特别是体积分数的变化,导致位错的两种强化机制作用效果不同,致使强度发生变化。     

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。     

一种镍基单晶高温合金长期时效后γ'相的粗化动力学

研究了第二代镍基单晶高温合金DD5在870～980℃时效150～2000 h后γ′相的粗化动力学。结果表明:长期时效后DD5合金γ′相的形貌和尺寸取决于时效温度和时效时间,可用形貌稳定因子来表征;在870～980℃时效温度下,枝晶中γ′析出相发生粗化,γ′析出相的平均尺寸随时效时间和温度的增加而增大;动力学计算结果表明DD5合金在长期时效后,γ′相的粗化长大受合金元素扩散的控制,γ′析出相依然保持规则立方状,具有较好的组织稳定性。     

热处理对含铼镍基单晶高温合金显微组织的影响

通过光学显微镜和扫描电镜对一种Ni-Co-Cr-Mo-W-Re-Al-Ta系镍基高温合金经几种固溶热处理后的γ/γ'共晶变化情况,以及时效后γ'相形貌和分布情况进行了研究。结果表明:在1320℃下合金出现初熔现象。随固溶温度的提高,保温时间的延长,γ/γ'共晶减少;时效工艺为1180℃/4h时,一次γ'相的立方度较高,尺寸适中,分布均匀;当时效温度在1200℃以上时,γ基体通道中析出二次γ'相;当时效条件为1250℃/4hAC时,二次γ'相尺寸变大,数量增多。     

高温长期时效对DD5单晶高温合金显微组织和持久性能的影响

研究了第二代单晶高温合金DD5在1 000℃和1 100℃无应力时效不同时间后的显微组织和持久性能的变化。结果表明,1 000℃时效200 h后,γ′相仍呈规则立方分布,尺寸略有增加,时效500 h后,γ′相逐渐连接形筏,1 000 h后,γ′相的筏状组织更加完善。1 100℃相比于1 000℃,γ′相长大明显,形筏程度更高。长期时效过程中均析出块状的M6C型碳化物和颗粒状的M23C6型碳化物。1 000℃时效100 h及1 100℃时效200 h后,μ相以针状和块状形态析出,1 000℃时μ相的数量随时效时间的延长显著增加,1 100℃时析出相的数量比1 000℃明显减少。1 000℃和1 100℃时随时效温度升高和时效时间的延长,合金持久性能降低。     

再热恢复处理对蠕变损伤定向凝固高温合金γ'相的影响

以定向凝固GTD111合金为研究对象,采用蠕变中断实验获得蠕变损伤合金,之后对损伤合金进行简单再热恢复处理,研究了恢复参数对合金组织的影响以及γ′相的恢复演化过程。结果表明,1180～1220℃下固溶处理可有效溶解粗化形变γ′相并析出二次γ′相,且二次γ′相尺寸随固溶温度和冷却速率的增加而减小,但当固溶温度增至1240℃,合金发生初熔;高温时效是二次γ′相长大和三次γ′相析出的过程,且二次γ′相尺寸和立方度随时效温度和保温时间的增加而增大;低温时效中三次γ′相继续析出和长大。GTD111损伤合金的合适恢复参数为:1220℃、2 h、AC+1121℃、2 h、AC+843℃、24 h、AC。由于恢复态合金具有更大体积分数的双尺寸形态γ′相,其在750℃、843 MPa下的持久寿命达到65 h,是原始合金持久寿命的1.3倍。     

时效方式对3J1合金胞状γ′相的影响

采用金相显微镜、扫描电镜观察及力学性能测试等方法研究了固溶后时效及冷轧后时效两种工艺对3J1合金胞状γ′相的影响.结果表明,在固溶后的时效过程中,随时效温度的升高,胞状γ′相数量增多,强度提高,塑性下降;50%冷变形后时效处理,胞状γ′相形核地点在650 ℃饱和,随时效温度升高,强度和塑性下降,胞状γ′相尺寸长大,650 ℃时效后纤维状γ′相的直径约为30～60 nm,720 ℃时效后约为60～140 nm.     

合金元素对Co-8.8Al-9.8W高温合金组织及粗化行为的影响

利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)研究了随时效时间和时效温度的改变,合金微观组织、γ'相的粗化行为和二次相析出的变化,分析合金元素对Co-8.8Al-9.8W-2X(X为Mo、Nb、Ta、Ti和Ni,摩尔分数,％)合金中γ'相粗化行为的影响.结果表明:5种合金γ'相尺寸均随时效温度的提高和时效时间的延长而长大,且γ...     

DD6单晶高温合金二次γ’相的析出

研究了DD6单晶高温合金二次γ’相的析出规律和二次γ’相对持久性能的影响。结果表明:DD6合金固溶保温后炉冷,基体通道内有细小的二次γ’相析出;固溶后1120℃/4 h一次时效空冷,基体通道内有大量的二次γ’相析出;固溶后1120℃/4 h一次时效炉冷,基体通道内没有二次γ’相析出;固溶并一次时效后在870℃二次时效过程中,随保温时间增加二次γ’相逐渐溶解,32 h时效后二次γ’相完全消失,在随后空冷过程中没有二次γ’相析出。基体通道内的二次γ’相阻碍基体中位错的运动,促使位错剪切一次γ’相,因此基体通道内的二次γ’相降低DD6合金760℃/785MPa持久寿命;DD6合金标准热处理后,基体通道内的二次γ’相消失,760℃/785 MPa持久寿命显著提高。     

热处理对低Re镍基单晶高温合金组织的影响

研究了不同参数的热处理制度(均匀化+固溶+一次时效+二次时效处理)对第二代低铼镍基单晶高温合金组织的影响。结果表明:均匀化和固溶处理几乎消除了合金元素的偏析和共晶组织。随着高温固溶处理温度的升高,γ'相的形貌从立方形逐渐变为近圆形,尺寸变化不明显,在1320℃时,立方度最佳且尺寸约为360 nm。随着一次时效温度的升高,γ'相尺寸逐渐由固溶态时的360 nm增大到435 nm;温度过高时(1200℃),出现γ'相的边角钝化、部分γ'相连接的现象。随着一次时效时间的延长,γ'相的立方度先逐渐升高,随后出现钝化现象。在900℃时进行二次时效,γ'相有着规则的立方度,尺寸细小均匀。该单晶合金的最佳热处理工艺为:1270℃/2 h+1280℃/2 h+1320℃/4 h,AC+1100℃/4 h,AC+900℃/24 h,AC。     

蒸汽轮机用Waspaloy叶片材料长期时效组织及力学性能

研究了Waspaloy合金在标准热处理状态下,700℃长期时效过程中的组织和力学性能变化。结果表明,长期时效过程中Waspaloy合金析出相主要为MC型碳化物,M23C6型碳化物和γ'相,时效过程中并未发现有害TCP相。M23C6型碳化物在晶界呈链状分布,长期时效过程中其大小、分布基本不变,稳定性良好;γ'相在时效100 h后充分析出,尺寸随时效时间延长而长大,γ'粗化规律符合L-S-W理论,5000 h时效后γ'相形貌仍然为球形。时效100 h合金强度有小幅上升,随后随时效时间延长合金强度变化不大。     

一种新型第三代镍基粉末高温合金γ"相尺寸的过固溶热处理调控研究

本工作研究了热处理工艺对一种新型第三代镍基粉末高温合金WZ-A3的γ"相组织的影响规律。主要探究了不同升降温速率的差热分析、干预式冷却实验、过固溶冷速及时效制度对WZ-A3合金的γ"相的回溶与析出行为以及对γ"相的尺寸和微观组织的影响规律。结果表明：过固溶热处理冷却时不同冷速，WZ-A3γ"相的开始析出温度介于1148℃~1165℃，最大析出率温度介于1028℃~1037℃；γ"相二次形核析出温度范围较广，在所进行的不同实验冷速条件下介于885℃~1008℃；采用更慢的冷速能进一步观察到γ"相次第析出；过固溶热处理的温度对冷却析出的二次γ"相的尺寸无明显影响；过固溶热处理后的冷速与冷却析出的γ"相尺寸成反比，采用幂函数y=1490.74x-0.509能较好地反映这一关系，其中，y为γ"相尺寸(nm)，x为冷却速度(℃/min)；700℃和800℃短时时效对二次γ"相尺寸和形貌无明显影响；实验合金二次γ"相在800℃、900℃和1000℃短时时效的粗化速率分别为2.153×10-28m3s-1、1.696×10-27m3s-1和2.331×10-26m3s-1;实验合金γ"相粗化激活能为278KJ/mol。     

时效对ADC12压铸铝合金组织和性能的影响

通过微观组织观察、拉伸性能测试和尺寸稳定性测试等研究了时效工艺对ADC12压铸铝合金微观组织、力学性能和尺寸稳定性的影响。结果表明,随时效时间或温度增加,合金内部逐渐弥散析出强化粒子相,合金强度呈上升趋势;进一步增加时效时间或温度,强化粒子相开始聚集长大,合金强度下降。在时效后的保温处理过程中,影响试样尺寸的因素主要有两个,一是残余应力,二是固态相变。时效温度较低或时间较短时,残余应力消除造成的试样尺寸变长占据主导地位,试样尺寸伸长。随时效时间或温度增加,固态相变造成的试样变短占据主导地位,试样尺寸变化由正值转为负值,即试样缩短。综合考虑合金的拉伸性能、经济效益及尺寸变化尽量小的原则,ADC12合金合适的时效工艺为200~220 ℃×4 h或220~240 ℃×2 h。     

FGH95粉末冶金高温合金长期时效的组织稳定性

利用扫描电镜和透射电镜观察了FGH95镍基粉末冶金高温合金在650℃长期时效后的显微结构,评价了该合金在时效过程中的组织稳定性。结果表明,该合金在650℃具有较好的组织稳定性。经500～5000h时效后,合金的主要析出相为γ′相、MC型和M23C6型碳化物,在合金中没有发现TCP相。γ′相在不同热处理时期具有3种不同的尺寸及形貌:尺寸为1～3μm的γ′相,呈不规则块状在晶界析出;尺寸约为500nm的γ′相,呈蝶形均匀分布于基体中,随时效时间延长,其大小、形貌及在基体中的分布稍有变化;更小的γ′相在长期时效过程中经历不规则长大、分裂、再长大和再分裂的循环过程,尺寸在60～200nm范围内变化。合金时效3000h时发现晶界上生成M23C6型碳化物。     

热处理制度对K417G铸造高温合金组织和性能的影响

对K417G合金经过“1 080℃/4 h,AC+870℃/12 h,AC”固溶+时效热处理后的显微组织、性能进行了研究。结果表明,与铸态相比,经“1 080℃/4 h,AC”固溶处理后,铸态部分γ′相已经溶解,并且初生γ′相附近聚集着尺寸更小的二次γ′相颗粒;室温抗拉强度和塑性提高,而900℃抗拉强度变化不大,塑性指标却明显降低。再经“870℃/12 h,AC”时效处理后,γ′相呈现为规则的立方形,二次γ′相有所长大,尺寸约为20～100 nm;900℃塑性指标有一定提升,其他力学性能与铸态相比变化不明显。     

长期时效对镍基合金的组织及高温拉伸性能的影响

研究了一种新型镍基合金在750 ℃、800 ℃、850 ℃长期时效过程中的高温拉伸性能与组织变化的关系.利用扫描电子显微镜对合金长期时效过程中的显微组织、高温拉伸断口进行了观察和分析.结果表明,该合金在750～800 ℃时效有针状TCP相析出;在750 ℃时效时,随着时效时间的延长,TCP相的析出量呈增加趋势且尺寸不断长大,当时效温度达到800 ℃后,随时效时间的增加TCP相的析出量先增加后减少,最后消失.另外,在长期时效过程中由于γ＇相析出的数量变化不大,750 ℃高温拉伸强度基本保持不变;合金的塑性与TCP相的析出有关,同时受到γ＇相尺寸及晶界碳化物析出的综合影响.试验合金的750 ℃高温断裂基本呈韧性断裂.     

热处理对IN783合金组织和拉伸性能的影响

对IN783合金在不同热处理条件下的组织和拉伸性能进行了研究。结果表明:在标准热处理态的N783合金中,一次和二次β相同时存在,晶内形成两种尺寸的γ’相。在低于1150℃固溶处理后,晶粒长大速度慢,一次β相逐渐减少,二次β相析出增加,大尺寸γ’相稍有增加。高温固溶结合水淬处理,并缩短β时效时间,合金内析出密集细小的γ’相。IN783合金的拉伸强度对晶粒尺寸敏感,升高固溶温度后,合金的650℃强度逐渐降低,塑性变化不大。晶内析出密集细小的γ’相对合金晶内有强化作用,使粗晶合金保持了相当的强度。