GH742合金中γ′相粗化动力学研究

采用场发射扫描电镜观察和定量金相分析等方法，研究了GH742合金在900，950，1050℃时效时，基体中γ′相的粗化规律。结果表明：合金在一定温度时效时，基体中初期析出的高密度细小γ′相随时效时间延长逐渐长大为低密度粗大γ′相，即发生Ostwald熟化；在1050℃时效2880min后γ′相形貌出现方化并沿一定方向排列；合金在时效过程中γ′相长大规律符合传统的LSW理论，并且随时效温度增高，γ′相粗化速率增加；用作图法得出了GH742合金中γ′相粗化激活能为（289．53±1．48）kJ／mol，这同Al，Ti等元素在Ni中的扩散激活能相当，说明GH742合金中γ′相的长大粗化主要由Al，Ti等元素在Ni基体中的扩散所控制。     

GH742合金中γ''''相粗化动力学研究

采用场发射扫描电镜观察和定量金相分析等方法,研究了GH742合金在900,950,1050℃时效时,基体中γ'相的粗化规律.结果表明:合金在一定温度时效时,基体中初期析出的高密度细小γ'相随时效时间延长逐渐长大为低密度粗大γ'相,即发生Ostwald熟化;在1050℃时效2880min后γ'相形貌出现方化并沿一定方向排列;合金在时效过程中γ'相长大规律符合传统的LSW理论,并且随时效温度增高,γ'相粗化速率增加;用作图法得出了GH742合金中γ'相粗化激活能为(289.53±1.48)kJ/mol,这同Al,Ti等元素在Ni中的扩散激活能相当,说明GH742合金中γ'相的长大粗化主要由Al,Ti等元素在Ni基体中的扩散所控制.     

均匀化和均匀化后处理对GH742合金γ′相的影响

采用电子探针(EPMA)对GH742铸锭未经任何处理和均匀化后两种状态下的主要合金元素做了定量分析,并使用SEM扫描电镜对GH742铸锭三种不同状态下γ′相作了比较.结果表明:铸锭原始态存在偏析,γ′相在枝晶间和枝晶干处形状、尺寸差别较大,总体上尺寸较小;经均匀化后无粗大γ′相存在;均匀化后特殊处理部分γ′相尺寸增大,热加工塑性有明显提高.     

长期时效处理对镍基高温合金中γ′相形态的影响

对镍基高温合金在700℃/1000h和850℃/1000h进行时效处理,在850℃/1000h时效处理基础上,进行了730℃/20h时效处理,观察了长期时效处理对合金γ′相形态的影响。结果表明:合金在700℃/1000h时效时,γ′相呈球形弥散分布于合金中。在850℃/1000h时效时,γ′相开始产生聚集排列现象,同时γ′相由球形开始向方形转变。经850℃/1000h时效处理后的试样再经过730℃/20h的时效处理后,合金基体中原γ′相呈方形并有细小的γ′相析出。     

高性能镍基粉末高温合金中γ′相形态致锯齿晶界形成机理研究

采用光学显微镜、场发射扫描电子显微镜和透射电子显微镜,系统研究了低错配度的第三代高性能粉末高温合金(FGH98I)在热处理条件下由合金晶界上γ′相不同析出行为造成的锯齿晶界。结果表明:在晶界上析出γ′相形态不同是锯齿晶界形成的主导因素。热处理时固溶冷却速率不同,晶界上析出的γ′相数量、尺寸和形态不同,对晶界锯齿形状有强烈影响。当冷却速率由0.1℃/s增大至10.8℃/s时,晶界锯齿振幅由4.02μm变为0.63μm,锯齿的波长则随冷却速率增大而变大。γ′相形态失稳的不同形状和尺寸是造成晶界锯齿振幅大小的主要因素。晶界两侧分布着不同密度的γ′相颗粒,也可使晶界发生位移形成波浪式小振幅锯齿晶界。根据实验结果,提出了有关锯齿晶界的形成模式。     

GH4175合金固溶过程中γ相晶粒长大与γ′相回溶规律研究

目的 研究固溶处理工艺参数对GH4175合金微观组织演化的影响。方法 对挤压态的GH4175镍基高温合金进行亚固溶处理,通过定量分析,明确不同固溶处理制度对合金γ相晶粒尺寸、γ′相尺寸和体积分数的影响规律。结果 合金在1 145～1 160℃固溶60 min时,γ相晶粒尺寸从6.58μm长大到32.08μm,γ′相尺寸从1.20μm减小到1.14μm,γ′相体积分数由5.25%下降到0.53%;加热温度为1 155℃、保温时间为15～120 min时,γ相晶粒尺寸从7.76μm长大到34.10μm,γ′相尺寸从1.07μm长大到1.56μm,γ′相体积分数由2.84%下降到1.37%。结论 随着加热温度的升高和保温时间的延长,γ相晶粒尺寸增大,γ′相的体积分数降低,γ′相尺寸随加热温度的升高而减小、随保温时间的延长而增大。加热温度超过1 150℃时,γ′相发生不连续回溶,晶粒的长大速度加快。     

FeNiCr WMoTi合金中γ′数量和尺寸及其强硬化效应

研究了Fe 2 8Ni 13Cr 1W 1.5Mo 2Ti 0 .5Nb 0 .2Al高温合金不同时效状态下γ′相的数量和尺寸对强硬化效应的影响。在 16h时效条件下 ,随时效温度升高 (在 6 5 0～ 730℃ ) ,由于γ′粒子尺寸增大速率较小 (从 7～ 14nm ) ,其数量显著增多 ,因而合金的硬化效应增大 ;温度在 730～76 0℃时 ,在位错的Orowan绕过机制启动之前 ,虽然γ′相数量随时效温度升高继续增多 ,但由于尺寸显著增大 ,合金的硬化效应明显降低。在位错以切割方式通过γ′粒子的尺寸范围内 ,沉淀出精细γ′粒子的合金状态比析出相同数量粗大γ′粒子的合金状态具有更高的室温硬化效应     

镍基粉末高温合金中γ′相溶解行为与动力学研究进展

为了满足航空发动机高性能、高热效率的要求,镍基粉末高温合金的合金化程度越来越高,导致合金变形抗力大,热塑性差,热加工窗口窄,从而制约了合金的制备与应用。合金中高体积分数的γ′相在热加工过程中起到组织调控的作用,热加工过程中γ′相的演变影响着合金的热变形行为和热加工性能。了解热加工过程中γ′相的演变规律对调控合金组织和优化热加工工艺具有重要意义。本文以镍基粉末高温合金热加工过程中γ′相的溶解为讨论对象,综述了近年来γ′相的溶解行为及其影响因素、预测模型相关研究工作。目前高体积分数多颗粒体系析出相的溶解机理还不清楚,γ′相溶解过程中是否存在分裂和团聚等行为及其影响机理、热变形过程中位错与γ′相之间的相互作用机理、γ′相溶解动力学等有待进一步研究。     

挤压变形和热处理工艺对FGH95合金γ′相析出的影响

γ′(Ni3(AlTi))相强化的镍基粉末高温合金(FGH95)采用热挤压工艺可以明显改善合金晶粒大小、γ′相尺寸、分布以及碎化夹杂物,是一种优良的热加工变形的成型工艺.本工作研究FGH95合金经热等静压 热挤压 热处理工艺处理后强化相γ′的析出行为,以及对合金力学性能的影响.实验结果表明:热等静压温度升高,中等尺寸γ′相平均尺寸增大.热挤压后,热等静压态中的γ′相尺寸发生长大,改变大、中、小γ′相的数量比例.固溶热处理后冷却速度明显影响γ′相尺寸变化,盐浴冷却增加中等尺寸γ′相数量,明显改善合金高温塑性.     

长期时效处理对镍基高温合金中γ'相形态的影响

对镍基高温合金在700℃/1000h和850℃/1000h进行时效处理,在850℃/1000h时效处理基础上,进行了730℃/20h时效处理,观察了长期时效处理对合金γ'相形态的影响.结果表明:合金在700℃/1000h时效时,γ'相呈球形弥散分布于合金中.在850℃/1000h时效时,γ'相开始产生聚集排列现象,同时γ'相由球形开始向方形转变.经850℃/1000h时效处理后的试样再经过730℃/20h的时效处理后,合金基体中原γ'相呈方形并有细小的γ'相析出.     

固溶温度对GH4742合金力学性能及γ'相的影响

采用EBSD、SEM等手段研究了固溶温度对GH4742合金的微观亚结构、力学性能和γ’相的影响。结果表明,固溶温度为1080℃～1120℃时,随着固溶温度的提高基体发生静态再结晶的比例提高,小角度晶界的比例由13.2%降低为3.2%;同时,晶粒显著粗化,平均晶粒尺寸由11.0μm增大到111.6μm,Σ3孪晶界的比例由13.2%提高到58.6%。随着固溶温度的提高,基体内一次γ’相的体积分数显著降低、尺寸增大,二次γ’相的体积分数和尺寸增加,三次γ’相的体积分数和尺寸变化较小。在不同固溶温度下γ’相强化增量的变化较小,晶粒粗化是导致其强度降低的主要因素。随着固溶温度的提高GH4742合金的室温强度显著降低,而高温强度提高和持久断裂时间显著增加。固溶温度为1100℃时,GH4742合金的室温和高温力学性能良好。     

激光立体成形GH4169高温合金γ″相的高温粗化行为

采用激光立体成形技术制备GH4169高温合金块体,对其在720~780℃温度区间进行不同保温时间的双级时效处理,采用微观测试分析方法对高温短时时效处理后γ″相的形态、尺寸变化及粗化动力学行为进行研究。结果表明:激光立体成形GH4169合金在不同保温时间双级时效条件下,γ″相形态基本为圆盘形;和保温时间相比,时效温度对γ″相的影响更为显著;γ″相的粗化规律符合Lifshitz-Slyozov-Wagner(LSW)理论,计算获得γ″的粗化激活能Q=281.85kJ/mol,较锻造GH4169合金的γ″粗化激活能略高,表明激光立体成形GH4169合金的组织稳定性优于锻态。     

二次γ′相演化对DD6单晶高温合金蠕变性能的影响

采用FESEM和TEM研究二次γ′相演化对DD6单晶高温合金760℃/785 MPa和980℃/250 MPa蠕变性能的影响。结果表明：标准热处理的DD6合金经1120℃/4 h/AC处理,基体通道内析出二次γ′相。760℃/785 MPa蠕变时,基体通道内的二次γ′相在蠕变初期阻碍a/2〈011〉位错在基体通道内运动,促进{111}〈112〉滑移在一次γ′相开动,从而缩短孕育期时间,显著增加蠕变第一阶段应变和蠕变速率。980℃/250 MPa蠕变时,基体通道内的二次γ′相在蠕变初期快速回溶,二次γ′相对980℃/250 MPa蠕变行为基本没有影响。     

镍基高温合金中γ′相长大和分布规律的研究

本文研究了镍基变形高温合金Nimonic91中γ′相的长大及分布规律。在一定的时效时间内,γ′相的平均直径随时效时间的立方根增加而线性增加。然而,经长时间时效后,γ′的长大偏离这规律。     

热处理对喷射成形GH742y合金组织与性能的影响

研究不同的固溶温度热处理对变形喷射成形GH742y合金组织与性能的影响.结果表明:喷射成形GH742y合金晶粒细小、成分均匀、无宏观偏析,晶粒尺寸约35μm左右,固溶温度对其影响不大,具有明显的晶粒抗长大性.γ'相的固溶温度为1130℃,不同固溶温度的热处理下,主要强化相γ'相析出的形状和大小不同,对合金的力学性能影响不大,不同热处理状态合金的屈服强度都在1150MPa左右,而持久性能也普遍在200h.