粉末粒度对FGH95粉末高温合金组织和性能的影响

选用-100目+150目(粗粉),-100目(全粉)和-150目(细粉)3种粒度组成的等离子旋转电极法(PREP)FGH95合金粉末,经1180℃热等静压(HIP)成形,再经1050℃等温锻造(HIF)工艺.研究结果表明3种粒度组成的合金在热等静压状态下的显微组织中,细粉合金较均匀,但再结晶程度及再结晶晶粒度差别不明显.经过HIP+HIF工艺后,3种粒度组成的合金晶粒度差别不大,再结晶晶粒度为ASTM 9～10级,枝晶区域均明显减少,但仍有部分残余枝晶,且粗粉多于全粉和细粉.经过HIP+HIF+HT工艺后粗粉的综合力学性能好于全粉和细粉.总之,采用HIP+HIF工艺路线,粉末粒度组成对FGH95合金的显微组织和力学性能影响不明显.     

盘件用FGH95镍基粉末高温合金

介绍了钢铁研究总院高温材料研究所在盘件用镍基粉末高温合金FGH95方面的研究现状和取得的成果，分析了目前研究工作存在的问题，提出了盘件用粉末高温合金今后的发展方向和研究重点。     

PREP工艺参数对FGH95高温合金粉末特性的影响

研究了采用等离子旋转电极工艺制取FGH95高温合金粉末时各主要工艺参数对粉末平均粒度及其分布的影响。粉末的平均粒度主要取决于棒料的转速，且随棒料转速的增加而减小。粉末粒度的分布则与棒料转速、等离子弧电流强度以及等离子枪与棒料端部的距离等工艺参数有关。提高棒料转速、减小等离子弧电流强度或等离子枪与棒料端部的距离，均可使粉末粒度的分布范围变窄。     

FGH95镍基粉末高温合金热等静压工艺的研究和发展

在借鉴国外相关研究成果的基础上,对FGH95合金的热等静压工艺参数进行了具体的实验研究,分析了FGH95合金热等静压工艺中存在的问题,研究了不同成形工艺对合金力学性能的影响,指出了FGH95合金热等静压工艺研究的发展方向.     

粉末高温合金FGH97疲劳裂纹扩展行为

测定不同晶粒尺寸、γ'相以及不同Hf含量的粉末高温合金FGH97在650℃高温条件下的疲劳裂纹扩展速率,并将其与FGH95和FGH96两代粉末合金的疲劳裂纹扩展速率进行对比.用定量分析的方法对FGH97合金在疲劳断裂各个阶段的行为特征进行分析.较大晶粒尺寸的FGH97合金具有较低的裂纹扩展速率,合理的二次和三次γ'相匹配析出,可以获得较高的疲劳寿命;Hf元素的添加使合金的整体疲劳寿命增大;FGH97合金与FGH95和FGH96相比,具有较高的疲劳裂纹萌生抗力,更低的高温疲劳裂纹扩展速率.     

FGH95镍基高温合金粉末中的夹杂及其对合金疲劳性能的影响

本文系统研究了FGH95粉末高温合金的原始粉末和粉末处理过程中夹杂的性质 (成分、分类和形貌 )以及夹杂对材料低周疲劳性能的影响 ,建立了夹杂的位置和尺寸与LCF性能的关系曲线。     

FGH95合金的高温氧化行为

通过静态增重实验、X射线物相分析、扫描电镜形貌观察及微区成分分析等手段,系统研究了FGH95合金在不同温度下的高温氧化行为及高温氧化动力学规律.结果表明:FGH95合金在800~1000℃具有较好的抗氧化性能,其氧化动力学曲线基本符合抛物线规律;在1100℃,氧化较为严重,其氧化动力学曲线由两段抛物线组成.氧化层主要由Cr₂O₃和TiO₂组成,在1100℃高温氧化后有少量的NiCr₂O₄生成.     

粉末高温合金的研制与展望

回顾了８０年代初以来我国粉末高温合金的研制过程和取得的阶段性成就。着重介绍了ＦＧＨ９５合金生产中所采用的等离子旋转电极制粉及筛分、静电处理工艺,热等静压＋包套锻造成形工艺,以及生产过程中粉末及制件的质量控制。此外还介绍了ＦＧＨ９５合金制件的组织性能和热处理工艺。通过近２０年的探索,采用上述工艺,并以自制的整套粉末高温合金生产设备,成功地试制和生产了以涡轮盘件、涡轮档板为主的粉末合金制件。文章最后指出我国粉末高温合金下一步的研究方向。     

高温氧化对FGH96高温合金粉末表面状态的影响

通过模拟FGH96高温合金粉末在热等静压固结阶段的高温加热过程,利用多种表面分析方法,研究高温氧化对粉末表面状态的影响。结果表明,近热等静压加热温度条件下的高温氧化过程显著改变了FGH96高温合金粉末的表面形貌、表面元素分布和析出相组成。随加热温度的升高和保温时间的延长,胞状晶为主、树枝晶为辅的表面凝固组织被氧化物/碳化物层所覆盖,高温氧化过程促进粉末基体内部的Ni、Ti、Zr、Nb、Al和C原子逐渐扩散到粉末表面,粉末表面预先存在的氧化物（ZrO2）为MC型碳化物（(Ti, Nb)C）的形核提供了结构条件。控制粉末表面氧化物的形成可以有效限制合金中形成原始颗粒边界缺陷。     

FGH95合金盘件热处理过程的数值模拟

建立了FGH95粉末盘件的三维热处理模型,并利用反求法计算了热处理过程中盘件与介质的热交换系数.采用有限元法对盘件热处理过程的温度场和热应力场进行了模拟,并与实测的温度场进行了比较,结果吻合得很好.测定了经不同冷速热处理的盘件的力学性能.测试结果与模拟结果相结合可以用于指导FGH95盘件的热处理.     

Microstructure, Properties and Heat Treatment Process of Powder Metallurgy Superalloy FGH95

 Microstructure and properties of nickel based powder metallurgy (PM) superalloy were presented. Effects of nonmetallic inclusions and heat treatment on microstructure and properties were discussed. Development tendency of microstructure and properties of PM superalloy was presented.     

俄罗斯粉末冶金高温合金

简述了俄罗斯粉末冶金高温合金的发展状况，介绍了已使用和新一代粉末冶金高温合金的成分、性能和主要用途。     

热等静压FGH95合金组织结构的研究

国外应用Rene'95粉末高温合金已有10余年历史。本文研究在不同温度热等静压和热处理之后FGH95合金的显微组织结构。应用俄歇电子能谱和X-线电子能谱分析仪研究颗粒表面偏析和表面组织结构。采用光学显微镜、扫描电镜、透射电源观察热等静压之后合金显微组织结大构的变化,特别用扫描透射电镜详细观察萃取复型组织和金属薄模样品。证明当粉末在高于1053℃热等静压时,MC碳化物沿原始颗粒边界离散地析出,并且碳化物颗粒的间距远大于碳化物尺寸。时效热处理后,沿原始颗粒边界的多数MC碳化物转变成沿原始颗粒边界半连续分布的薄膜状M₂₃C₆型碳化物。发现γ'相的溶解温度与热等静压压力有关。俄歇能谱和X-线电子能谱分析结果表明:在粉末颗粒表面存在氧、碳、铬、钛和硫等元素的偏析,以及颗粒表面部分被氧化。     

热处理对FGH95合金组织的影响

研究了热处理对FGH95合金组织变化的影响.研究结果表明材料原始组织为枝晶与再结晶的混合组织.枝晶区沿变形方向拉长,再结晶区晶粒细小.合金主要强化相为γ'相,有3种不同尺寸的γ'相分布在不同区域.另外,还有MC、M3B2等微量强化相.材料热处理时,随固溶温度的升高(1120～1170℃),γ'相逐渐溶解,枝晶区面积减小,再结晶晶粒长大.固溶处理后在盐浴(600～800℃)中冷却,不同盐浴温度淬火后,合金可获得几种不同形状、尺寸、数量、分布的γ'相搭配方式.合金经二次时效处理后,γ'相有所长大,且有部分补充析出.     

氩气雾化的FGH95和Rene'95合金粉末的粘结形式

用光学显微镜和扫描电子显微镜研究了粉末形状、表面形态和包复层、粘接处的显微组织。从观察结果可以得出:随粉末尺寸的减小卫星粘结和包复层均减少,粉末形状接近宽形,在粘接处存在两种显微组织,一种有明显界面,另一种没有明显界面。     

镍基粉末高温合金FGH95的组织和性能

论文讨论了FGH95氩气雾化粉末颗粒的凝固组织、合金相组成、表面化学成分;粉末经过热等静压后的显微组织与相组成、原颗粒边界碳化物的本质和形成机制;热等静压坯再经热挤压后合金组织的改善,以及用改进的最终热处理使合金获得良好的显微组织,以提高合金的高温的拉伸、持久断裂、低周疲劳性能。     

冶炼工艺对GH871合金裂纹扩展速率的影响

对GH871合金的裂纹扩展速率及扩展行为的研究结果表明由于真空冶炼降低了弱化合金晶界的有害元素Pb含量,显著降低了该合金的裂纹扩展速率。     

两种氩气雾化粉末颗粒热处理后的组织变化

本文着重研究FGH95和Rene'95两种粉末经热处理后组织的变化。实验结果指出:树枝晶蛆织较胞状晶组织难于均匀化。在1140℃加热3h后粉末的铸态组织才能完全消除达到均匀化。FGH95粉末中γ'相溶解温度较Rene'95粉末中的低。