激光立体成形K465高温合金的组织研究

采用激光立体成形技术制备了K465镍基高温合金试样,研究了晶粒、γ′强化相及碳化物等组织的特征及演化规律。结果表明:试样中心区域内晶粒粗大,顶部边缘区域晶粒细小;试样内枝晶呈现明显的沿沉积方向外延生长特点,在接近试样底部的部分,熔覆层顶部由于重熔不完全而出现转向枝晶区;熔覆层交界处的γ′相尺寸略大于层内的γ′相,枝晶间的γ′相尺寸略大于枝晶干上的γ′相;MC碳化物呈现多种形貌,底部存在分叉发达的花瓣状MC碳化物,中部有较多短棒状MC碳化物,顶部存在棒状和八面体状的MC碳化物。     

固溶温度对高温合金GH3600微观组织与硬度的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪与硬度计等研究了固溶处理温度对镍基高温合金GH3600微观组织与硬度的影响。结果表明:随着固溶温度的升高,合金中的第二相逐渐溶解,基体相的晶粒尺寸快速长大,合金的硬度值呈下降趋势。固溶温度为1010 ℃时,合金获得均匀的晶粒组织,并形成孪晶结构,硬度值达到152.6 HV10。     

活性剂对高温合金GH4169激光焊焊缝成形的影响

本文将活性焊接法引入高温合金GH4169的激光焊接中,使用MgO,CaO,TiO2,MnO2,Al2O3,CaF2,NaF七种单一活性剂组分,进行焊接试验。观察对比了有活性剂和无活性剂时焊缝表面形貌、焊缝熔深、深宽比以及显微组织的变化情况。结果表明,在活性剂作用下,除了Al2O3以外,焊缝熔深均有明显增加,其中MnO2增加熔深的效果最为显著,使焊缝熔深增加了1倍左右,同时可以得到较为细小的显微组织。     

固溶温度对2195铝锂合金板料成形性能的影响

针对固溶温度对2195铝锂合金成形性能的影响展开研究.对T6态2195铝锂合金板材在500、510和520℃温度下进行10 min固溶处理,对固溶后的板料与未经固溶处理的原始板料均进行EBSD显微组织分析、室温拉伸试验、杯突试验和硬度测试,由此获得不同固溶温度下板料及原始板料的微观组织形貌、屈服强度、抗拉强度、屈强比、...     

激光立体成形镍基单晶高温合金显微组织研究

采用激光立体成形(Laser Solid Forming,LSF)技术制备了一种镍基单晶高温合金,对沉积态和热处理态试样进行了显微组织观察。结果表明,沉积态单晶高温合金试样中下部为二次枝晶不发达的微细枝晶,一次枝晶间距随试样高度的增大而略有增加;试样的顶部存在转向枝晶层。枝晶间均匀弥散分布着类圆形显微疏松和小块状MC型碳化物。透射显微镜观察可知,沉积态试样γ基体中分布着大量纳米级γ'颗粒。沉积过程中累积的残余应力在γ基体中萌生了位错,并推动了位错滑移,致使一些位错在γ基体通道中发生缠结,有些位错甚至切入γ'。进行固溶+两级时效热处理后,试样发生了完全再结晶,再结晶晶粒大小极度不均匀,有些再结晶晶粒中还存在孪晶。热处理后,LSF试样中γ'析出相的尺寸分布与传统铸造合金热处理后相似。     

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。     

固溶时间对GH4698合金组织与性能的影响

通过力学性能测试和扫描电镜分析,研究了缩短GH4698合金固溶时间对材料组织与性能的影响。研究结果表明：标准热处理中1000 ℃×4 h是高温时效过程;将标准热处理中固溶时间缩短至1 h,材料室温力学性能和高温力学性能均满足标准要求值;大小两种γ＇相均匀弥散析出,获得良好的综合力学性能。     

固溶温度对GH864合金组织性能的影响

对GH864合金进行3种固溶温度：1040、1060、1080℃×4 h/AC＋双时效（845℃×24 h/AC＋760℃×16 h/AC）热处理,并对其组织和力学性能进行了研究。结果表明：随着固溶温度的提高,晶粒尺寸出现明显长大,但增长速率越来越小,碳化物连续均匀分布在晶界上,同时,均匀的γ＇强化相在基体上弥散析出;在合金性能上,随着固溶温度的提高,合金的高温拉伸伸长率、断面收缩率及室温冲击韧性都逐渐下降;然而,合金的高温815℃抗拉强度基本不变,其高温屈服强度及室温硬度经过1060℃固溶后出现峰值,同时合金的815℃/325 MPa持久性能及高温裂纹扩展速率在该固溶温度下表现出最佳的性能。综合该合金强度和塑性的最佳匹配,确定了GH864合金叶片热处理的最佳固溶温度及时效处理控制工艺为：1060℃×4 h/AC＋845℃×24h/AC＋760℃×16 h/AC。     

GH4169高温合金惯性摩擦焊的有限元模拟

基于Ansys有限元分析软件，建立了GH4169高温合金惯性摩擦焊过程的二维模型，进行了热力耦合分析，得到了焊接过程中的瞬时温度场和应力应变场，获得了焊接缩短量。根据惯性摩擦焊工艺分析了温度场和应力应变场的形成过程。     

电磁辅助激光成形修复GH4169合金Laves相分析

利用电磁搅拌辅助激光成形技术修复带有V形槽缺陷的GH4169高温合金,通过改变磁场电流强度比较了修复区Laves相形貌与体积分数,并测量了枝晶间、枝晶干Nb元素含量,研究了磁场电流大小与元素偏析和材料硬度之间的关系。实验研究结果表明：电磁搅拌作用下Laves相的形貌发生了明显改变,由连续网状分布逐渐变为短蠕虫状和颗粒状,Laves相的体积分数有所减小;枝晶干g基体Nb元素的含量随着搅拌磁场的增大而增加,当磁场电流为60A时,Nb元素的平均含量达到3.72 wt.%,较未施加电磁搅拌的试样增加了0.33wt.%。硬度测试显示电磁搅拌作用显著提高了修复试样的显微硬度,这与Nb等合金元素在枝晶干基体g相中固溶度的提高有关。分析认为,电磁搅拌促进了垂直于枝晶生长方向熔池液态金属的流动,促进了溶质元素的均匀分布,使枝晶臂的生长更发达,共晶组织分布更均匀。     

GH4169、GH4169plus和GH4738高温合金组织稳定性

为了获得不同沉淀硬化相作用的高温合金在高温长期时效过程中的组织稳定性的对比规律,对3种应用最为广泛的高温合金GH4169、GH4169plus、GH4738经720℃时效后的显微组织和硬度变化进行了对比分析。结果表明,合金的组织稳定性与晶界相和弥散强化相有关,晶界碳化物较晶界δ相稳定,γ'相较γ″相有更好的稳定性,但同为γ'相,组织稳定性还与其和基体的错配度有关。对比3种合金,随时效时间的延长,GH4169plus合金的稳定性稍次于GH4738合金,但要优于GH4169合金。     

GH4169合金表面氧化色变化行为研究

针对不同温度和时间加热后的GH4169合金试样表面氧化色变化行为进行分析,对试样表面氧化色图片的采集、描述方法进行探讨,并对试样硬度随加热时间的变化进行了研究。结果表明：400～850℃加热后的GH4169合金试样表面均有金属光泽,颜色变化较丰富且与加热温度和时间之间具有一定的对应关系;900～1200℃加热后的试样表面颜色差别不大,均无金属光泽并呈灰黑色;在加热时间相同的情况下,400～800℃加热后的试样硬度值差别不大,850～1200℃加热后,随加热温度的升高试样的硬度值下降较明显;根据试样实际情况,结合试样表面颜色、状态及硬度值的变化可以为判断其经历的温度环境提供可靠的判据,在试样表面具有金属光泽且硬度值差别不大时主要以表面颜色和状态为依据,试样表面无金属光泽且呈灰黑色时则以硬度值为主要判据;此外,采用规范的图片采集过程,利用设计印刷标准色谱对表面氧化色的定量分析和UV加膜印刷技术能够较好地描述合金表面颜色的变化及存在的微小差异。     

GH4169拉杆锻件成形工艺分析

针对GH4169拉杆锻件的技术指标要求,对锻件的成形工艺方案进行分析,结合生产实际,制定了合理的锻造工艺方案,总结了一套专门的工艺制造路线,生产出了符合技术要求的拉杆锻件。     

GH4169高温合金惯性摩擦焊的有限元模拟

基于Ansys有限元分析软件,建立了GH4169高温合金惯性摩擦焊过程的二维模型,进行了热力耦合分析,得到了焊接过程中的瞬时温度场和应力应变场,获得了焊接缩短量。根据惯性摩擦焊工艺分析了温度场和应力应变场的形成过程。     

GH4169 高温合金激光冲击强化层微观结构和微动疲劳行为研究

目的 提高GH4169镍基高温合金的微动疲劳寿命。方法 利用激光冲击强化（LSP）技术对GH4169高温合金榫试样进行表面强化处理并研究其微动疲劳性能。借助激光共聚焦显微镜（LCSM）、X射线衍射仪（XRD）、电子背散射衍射（EBSD）、显微硬度计、X射线应力分析仪、光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）及高频疲劳试验机,对激光冲击强化前后的GH4169高温合金的微观组织、硬度、残余应力、微动疲劳寿命、断口形貌和裂纹扩展情况进行分析。结果 激光冲击强化后表面硬度提高了17.3%,硬化层深度约为0.63 mm,表面残余压应力为331.5 MPa。经激光冲击强化后变形层中晶粒未发生明显细化,表明激光诱导冲击波主要引起GH4169高温合金中位错的形成而不是位错的运动。在20 kN峰值载荷下,尽管强化后的断裂机制没有发生明显的变化,但是强化后榫试样的微动疲劳寿命比未处理的试样提高了827%,裂纹从多疲劳源转变为单疲劳源,裂纹萌生位置从表面转移到距表面234 μm的次表面,激光冲击强化显著提升了GH4169的萌生抗力和扩展速率,扩展区域的疲劳条带间距从未处理的0.50 μm增加到了强化后的1.01 μm,这可能与残余应力的突变与松弛有关。结论 在激光冲击强化后获得硬化层和残余应力场共同影响下,GH4169高温合金榫试样的微动疲劳寿命得到了显著提升。     

Creep Behaviors of DA Casting and Rolling GH4169 Superalloy

After the billet of Casting and Rolling GH4169 alloy was directly aged (DA) treated at 720 ℃ and 620 ℃, creep behavior and deformed features of the alloy were investigated by means of the measurement of creep curves and microstructure observation. Results show that the DA Casting and Rolling GH4169 Superalloy displays a lower strain rate during creep and longer lifetimes under the condition of the applied stress of 700 MPa at 650 ℃ , the creep lifetimes of the alloy decrease to 127 h as temperature is eleva...     

激光增材制造高Nb含量GH4169合金微观偏析行为研究

目的减轻不同热处理状态下激光增材制造高Nb含量GH4169合金组织中的微观偏析。方法采用激光增材制造方法对球磨Nb合金化后的合金粉末进行快速成形,获得具有较高Nb含量的GH4169合金试样。通过光学显微镜、扫描电子显微镜及能谱分析、维氏硬度测试方法,对沉积态、固溶态和直接时效态试样进行分析,研究因合金中Nb含量变化引起的微观偏析对沉积态和热处理态合金的枝晶组织和显微硬度的影响。结果随着Nb含量的增加,一方面,由于枝晶间的Nb含量增加,枝晶间(γ+Laves)共晶数量增加,且共晶组织形貌更为连续;沉积态试样的显微硬度由228.4HV增大至534.1HV。另一方面,枝晶干Nb元素含量增加,枝晶干与枝晶间Nb元素含量的差异缩小,Nb元素的偏析比由8.59减小至4.13。后续固溶处理后,枝晶结构逐渐消失,枝晶间Laves相的数量随之减少,枝晶干与枝晶间的微观偏析减轻;固溶态试样硬度值随之减小,减小趋势随固溶温度的升高而逐渐平缓。随着Nb含量的增加,直接时效处理后,各试样显微硬度值在微观区域内的均匀性提高,枝晶干与枝晶间强化相的析出差异减小。结论合适的热处理制度既可以实现合金元素的均匀化,还能减小枝晶干与枝晶间强化相的析出差异,减轻激光增材制造高Nb含量GH4169合金组织中的微观偏析。     

高温合金GH4169的电火花加工工艺性研究

高温合金GH4169是制造航空发动机的重要材料。用电火花加工镍基高温合金GH4169时,峰值电流、脉宽、脉间、间隙电压等电参数是重要控制因素,而表面粗糙度和材料去除率是衡量工艺效果的性能指标。利用单一工艺参数试验考察了各电参数对表面粗糙度和材料去除率的影响。通过对多工艺参数正交试验结果进行极差分析,得出了各电参数对表面粗糙度和材料去除率影响的主次顺序。最后,在正交试验的基础上,利用灰关联分析法,得到了最优的加工参数组合,并进行了试验验证。