固溶热处理对GH3535合金组织和性能的影响

对热轧态GH3535合金进行不同温度和时间的固溶处理,采用扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射技术(EBSD)和拉伸试验等手段研究了固溶热处理后的合金组织及其对力学性能的影响。经过1177℃,20 min固溶热处理后,合金发生再结晶与晶粒长大,一次M_6C碳化物发生部分溶解。在更高温度下(1220和1260℃)固溶热处理后,晶粒异常长大且一次M_6C碳化物数量明显减少。随着固溶温度的提高和固溶时间的延长,合金的抗拉强度随之降低,而延伸率提高。通过组织分析发现,不同固溶热处理后合金的拉伸性能的变化源于晶粒的长大和一次M_6C碳化物的溶解。     

喷丸处理对GH3535合金900℃恒温氧化行为的影响

采用不连续增重法,对喷丸状态与非喷丸状态GH3535合金900℃恒温氧化行为进行了对比研究。结果表明,900℃下,喷丸强度0.45Nmm样品与未喷丸样品相比,氧化增重降低了79.7%。未喷丸GH3535合金表面氧化产物为NiCr2O4,MoO2,NiMoO4,喷丸状态下氧化膜主要由NiO、NiFe2O4、Cr2O3和NiCr2O4组成。喷丸处理后GH3535合金表面产生塑性变形使晶粒细化,位错密度增加,在合金表层塑性变形区域的位错及晶界充当了Cr原子的快速扩散路径,增加了Cr原子扩散通量,促进Cr向表面扩散形成富Cr氧化物,使得Cr2O3层的更快形成,减少了瞬态氧化期。     

GH3535合金的热变形和热加工图(英文)

通过热压缩实验研究GH3535合金在温度区间1000~1200°C和应变速率区间0.01~50 s-1的热变形行为。在实验数据基础上得到合金应力曲线和热加工图,且其激活能为356.3 k J/mol。热加工图分为2个区域,稳定区域发生在所有温度区间和应变速率区间0.01~1 s-1,失稳区域发生在应变速率区间1~50 s-1。显微组织观察表明,完全动态再结晶发生条件为(1150°C,0.01 s-1),(1200°C,0.01 s-1)和(1200°C,0.1 s-1),不同条件下得到的晶粒尺寸不同且有未溶解碳化物。流变失稳区域有局部流变和裂纹出现。     

喷丸压力对GH3535合金表面状态及疲劳性能的影响研究

分别采用0.3MPa、0.45MPa和0.6MPa喷丸压力对GH3535高温合金表面进行喷丸。利用扫描电子显微镜（SEM）观察合金表面形貌、强化层组织结构,通过金相显微镜（OM）、维氏硬度计、X射线应力分析仪分析表层晶粒度、表层显微硬度、表层残余应力分布及X射线衍射峰半高宽。在室温条件下进行高周疲劳实验,并通过扫描电子显微镜（SEM）观察分析断口形貌特征。结果表明:GH3535合金喷丸后表层形成了晶粒细化层、硬化层和残余压应力层。且合金表面产生的晶粒细化层厚度、硬化层厚度以及残余压应力层厚度均随着喷丸压力的增加而提高。喷丸压力在0.3MPa～0.6MPa范围内,疲劳寿命受喷丸压力的影响较为敏感,且疲劳寿命随着喷丸压力的增加而提高。当喷丸压力为0.6MPa时,喷丸产生的效果最优,疲劳寿命提高了471.1%。喷丸后GH3535合金疲劳寿命的提高得益于合金表面状态的改善。     

形变及热处理对GH3625合金晶界特征分布的影响

在不改变GH3625合金化学成分的前提下,通过晶界工程(GBE)优化和调控合金组织,从而改善合金的高温组织稳定性以及使用可靠性。采用电子背散射(EBSD)和取向成像显微技术(OIM)研究了形变热处理对GH3625合金晶界特征分布(GBCD)的影响。结果表明,GH3625合金晶界特征分布的优化主要是通过再结晶过程中形成的Σ3_n晶界来实现的,同时主要受冷变形量和退火条件的影响;GH3625合金中低ΣCSL晶界比例随着冷变形量的增加而减小,随着退火温度的升高而增加,当合金在ε=35 %,退火温度为1120 ℃保温15 min时,低ΣCSL晶界比例可提高到63.16 %以上(Palumbo-Aust标准);同时形成大尺寸的“互有Σ3_n的取向关系晶粒的团簇”此外,GH3625合金中出现了大尺寸的晶粒团簇,在晶粒团簇内的晶粒之间具有Σ3_n的取向关系;晶粒团簇尺寸和内含Σ3_n晶界的数量随着冷变形量的增加而减小,随着退火温度的升高而增加。     

晶界碳化物对GH864合金裂纹扩展速率的影响

研究不同热处理制度后晶界碳化物对GH864合金650℃裂纹扩展速率的影响。结果表明:不同热处理制度处理后GH864合金晶界碳化物形态逐渐演化:颗粒较少→断续状→连续状→项链状→包膜状。晶界碳化物不断析出起到强化晶界的作用,使裂纹扩展速率降低。得到GH864合金晶界碳化物连续系数fc与裂纹扩展速率的变化趋势图。当晶界碳化物连续系数fc小于1时,抗裂纹扩展能力随晶界碳化物尺寸的增加而增加。建立裂纹扩展速率与晶粒尺寸和晶界碳化物的综合作用的关联性,晶粒尺寸和晶界碳化物之间相互作用存在最低点,抗裂纹扩展能力最佳。     

GH586合金热处理后的组织对短时持久强度的影响

通过改变热处理制度使合金获得不同的显微组织，研究了GH586合金高温短时持久寿命与显微组织的关系。结果表明，热处理后该合金高温短时持久寿命的变化与晶界碳化物浓度C及γ‘‘相颗粒平均半径r的变化密切相关。在其它显微组织特征相同的条件下，随着C或l／r增大，该合金在850℃，580MPa及650MPa的持久寿命均呈线性持续增长，在580MPa持久应力下这种依赖关系更显著。     

固溶处理对GH99合金组织的影响

通过电子背散射衍射技术(EBSD)分析了不同固溶温度和时间下GH99合金的晶粒尺寸及晶界特征分布。结果发现:GH99合金的晶粒经固溶处理后逐渐变成等轴状晶粒,晶粒内存有大量孪晶界,且绝大多数为较平直的Σ3晶界;晶粒尺寸随固溶温度升高和时间延长而逐渐增大,其在不同温度和时间下的长大速度不尽相同,而孪晶随晶粒的长大而长大;Σ3晶界比例随固溶温度的升高和时间的延长先增大后减小,而Σ9和Σ27晶界比例则呈现逐渐减小的趋势。     

690合金中晶界网络分布的控制及其对晶间腐蚀性能的影响

利用形变及热处理工艺提高了690合金的低Σ重位点阵（Coincidence Site Lattice, CSL）晶界比例,通过电子背散射衍射（EBSD）技术表征了由不同类型晶界构成的网络特征,结果表明通过晶界工程处理,能够形成以大尺寸“互有Σ3n取向关系晶粒的团簇”显微组织为特征的晶界网络分布,这种显微组织是再结晶过程中多重孪晶充分发展的结果。通过晶间腐蚀浸泡实验表明通过晶界工程处理的样品抗晶间腐蚀性能较未经过晶界工程处理的样品明显提高。腐蚀后样品的显微形貌表明大尺寸“互有Σ3 n 取向关系晶粒的团簇”能够阻止晶间腐蚀向样品内部扩展,并且能够保护下层的显微组织。     

固溶冷却方式对GH4220合金螺栓力学性能的影响

将GH4220合金螺栓在1220 ℃固溶处理冷却阶段的冷却方式由标准热处理制度的空冷改为缓慢冷却(24 min冷却至1100 ℃保温1 min,之后空冷),利用SEM、微机控制电子万能试验机观察合金的晶界形态及力学性能的变化。结果表明,相比标准热处理制度,缓慢冷却处理以后,晶界锯齿状特征明显,晶界由平直晶界变为弯曲晶界。室温抗拉强度由标准热处理制度的1004 MPa提升至1143 MPa,提高了13.8%,950 ℃高温抗拉强度由标准热处理制度的478 MPa提升至532 MPa,提高了11.3%;940 ℃高温应力持久断裂时间提升尤为明显,由标准热处理制度的38.2 h提高到51.7 h,提高了35%。     

锆-4合金低周疲劳断口裂纹扩展能量及分形特征研究

对锆-4合金低周疲劳裂纹扩展过程进行了探索性的研究。通过分析锆-4合金低周疲劳断口在裂纹扩展方向上能量及分形维数变化趋势，发现锆-4合金动态裂纹扩展中扩展期由3个阶段组成，每一阶段的能量和分形维数都不同。A-B段的能量最小，归一化值为0-0．0156，A-B段的分形维数居中，在工工方向均值为2．2796，标准差为0．0277，在LH方向均值为2．4516，标准差为0．0592。D-E段能量远大于A-B段，归一化值为0．8754～0．9652，但分形维数最小，LL方向均值为2．2214，标准差为0．0131，LH方向均值为2．3477，标准差为0．0550。F-H（或G-H）段能量最大，归一化值达到1，同时分形维数也达到最大，LL方向均值为2．3414，标准差为0．0704，LH方向均值为2．5398，标准差为0．0263。虽后，根据二次电子成像原理以及锆-4合金低周疲劳断口的形貌特征对此现象进行了初步分析。     

热成形工艺对GH5188钴基高温合金薄板晶界特征分布的影响

采用热处理和热模拟试验探究温度与变形量对GH5188钴基高温合金薄板晶界特征分布的影响,通过电子背散射衍射对不同热成形工艺下的GH5188钴基高温合金进行分析表征,探索优化GH5188钴基高温合金晶界特征分布的工艺。研究表明,热处理温度为1050℃时重合位置点阵(CSL)晶界比例最大,此时样品中产生大量∑3晶界及其他低∑CSL晶界,且有汇聚成晶界团簇的趋势。CSL晶界的数量随着变形量的增大而减少,小角度晶界比例随之增加,孪晶趋向于沿纵向排列。热成形后,∑3晶界比例峰值所对应的温度由1050℃下降至1000℃,热成形条件为1000℃、 10%变形量时, CSL晶界比例最大,达到43%。∑3晶界占CSL晶界总体的70%以上,其特征分布是晶界优化的关键。     

热变形参数对GH864合金显微组织的影响

采用等温热压缩的方法研究了在变形温度为1000～1160℃、应变速率为1和10s-1、工程应变量为30%,50%和70%时,不同的热变形参数对GH864合金流变应力和显微组织的影响。结果表明,当变形温度低于γ′相析出温度时,动态再结晶能力较差。在高于MC碳化物的回溶温度变形时,由于沿晶界再析出的细小MC颗粒对晶界的非均匀钉扎作用,容易得到混晶严重的热处理态组织。降低变形速率和增加变形量可以得到较为均匀的变形态组织,最终改善热处理态的混晶程度。GH864合金热变形温度的下限和上限分别为γ′相的析出温度和MC碳化物的回溶温度。     

GH4169合金晶界δ相析出的动力学分析

通过对固溶态及变形态GH4169合金进行时效处理,采用SEM技术研究Nb元素含量、晶界曲率对合金中δ相体积分数及尺寸的影响,讨论了δ相在弯曲界面析出的动力学规律。结果表明:GH4169合金中δ相析出的体积分数随Nb元素含量的增加而增加,δ相析出的峰值温度为920℃且受Nb元素含量的影响较小。随试样平均晶粒尺寸的减小,δ相的形核率和体积分数增加,δ相尺寸减小。小角度晶界可有效促进δ相在晶粒内部析出。随晶界曲率半径的减小,δ相形核的临界势垒和临界半径减小,晶界δ相的形核率增加。在晶界析出δ相分别呈长针状、锯齿状及鱼尾状分布。     

Ti-15-3板材中晶界特征及其对疲劳裂纹萌生与扩展的影响

研究Ti-15-3合金冷轧板晶界特征及其对疲劳滑移带萌生和短裂纹扩展的影响.结果表明:Ti-15-3合金冷轧板中晶界大多为大角度晶界,小角度晶界很少.在本文统计范围内,相邻晶粒取向差在40-～60-的范围内超过60%,小于15-的只占4%;大角度晶界有利于疲劳滑移带的萌生,对短裂纹穿越有阻碍作用,在小角晶界附近未发现有滑移带产生,但短裂纹很容易穿过小角度晶界.     

GH141合金晶界上M23C6的连续沉淀对持久性能的影响

研究了GH141合金晶界M23C6连续沉淀对合金持久寿命的影响。实验发现,晶界M23C6连续沉淀对持久寿命的降低,可能与热加工温度过高,或变形量较小有关。     

磷对GH761合金力学性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜及能谱分析等手段,研究了磷含量对GH761合金力学性能的影响．结果表明：磷含量低于0．040％时,对合金室温和650℃拉伸性能无明显影响．适量磷显著延长合金的650℃,637MPa持久寿命,最佳含量位于0．023％附近,寿命高于970h,比磷含量为0．0007％时的寿命长3倍以上．磷含量升至0．040％时,持久寿命又降至约220h．磷通过阻碍位错运动、促进晶界析出、阻碍环境氧的沿晶侵入等机制,提高GH761合金的持久寿命．过高的磷含量使晶界析出过量,并导致η-NiaTi相析出,弱化晶界,降低合金的持久寿命．     

Cr含量对GH648合金抗氧化性的影响

采用标准非连续称重方法探讨了Cr含量少量变化对GH648镍基高温合金高温氧化性能的影响,测定了700~1 200℃的氧化增重,确定了腐蚀动力学规律和反应激活能,观察了温度改变对氧化膜形貌的影响。结果表明:GH648合金在氧化温度900℃以下时,属于完全抗氧化级。当合金中Cr质量分数超过32%时,Cr含量的略微增加对GH648合金的抗氧化性能影响不大。     

Cu-2.0wt%Be合金中晶界析出相对弹性性能的影响

本文对Cu-2.0wt%Be合金晶界处不连续析出相的形貌及其与热处理参数之间的关系进行了研究,利用正交试验设计的方法选取热处理参数,制备微观结构差距较大的样品,从中筛选所需样品研究了晶界反应物对滞弹性行为的影响。不连续析出相主要存在于晶界处,主要由γ相和α基体相组成。根据极差分析结果,影响晶界反应量的热处理参数主要为二级时效温度,其次为一级时效时间和二级时效时间。滞弹性行为分析表明,晶界反应量对样品加载过程中的变形量影响较大,这是由于不连续析出形成的γ相与基体为非共格关系,在γ相周围存在原子无序区域,位错在此处的湮灭引起原子重排,因此晶体产生滑移,造成合金塑性变形。而无晶界反应物的晶界两侧交错排列着γ’相,位错容易在此处塞积,阻碍晶体滑移。     

固溶处理对GH864合金裂纹扩展速率的影响

研究不同固溶处理后GH864合金650℃裂纹扩展速率的变化规律。结果表明:随晶粒尺寸和固溶温度增加,裂纹扩展速率呈先降低后增加的趋势。根据多组试验数据拟合得到GH864合金晶粒尺寸与裂纹扩展速率的关系式,预测GH864合金晶粒尺寸在100μm左右,抗裂纹扩展能力可能存在最佳值。同时得到GH864合金固溶温度与裂纹扩展速率的关系式。用不同固溶温度将裂纹扩展速率变化规律划分为5个区域,低于固溶温度1080℃裂纹扩展速率随固溶温度增加而降低,1080℃固溶处理后合金的裂纹扩展速率最低,高于固溶温度1080℃裂纹扩展速率随固溶温度增加而增加。精准控制固溶温度可得到合适的晶粒尺寸和较好抗裂纹扩展能力。