不同成型工艺条件下FGH95粉末高温合金中夹杂物对材料力学性能的影响

本文研究了FGH95粉末高温舍金中夹杂物特性（成分、分类、形貌、尺寸和数量等），及与不同成型工艺的关系，同时研究了合金中夹杂物对合金拉伸、持久和疲劳断裂等力学性能的影响，并提出了制造工艺优选的建议。     

粉末高温合金中夹杂物特性及其质量控制

研究了粉末高温合金中夹杂物特性及对材料断裂行为的影响 ,研究内容包括 :夹杂物的性质及来源、夹杂物在材料变形过程中的形变特征、夹杂物对材料疲劳断裂行为的影响等 ,同时研究了盘件在生产过程中夹杂物质量控制方法 .     

夹杂物对粉末高温合金疲劳性能的影响

粉末高温合金FGH95是发动机用的优选材料。通过对该合金的疲劳性能试验和扫描电镜微观观察,发现合金中含有由铝、氧、镁、钛、硅和钇等元素组成的夹杂物。无论室温或者高温条件下,合金的疲劳裂纹源均从夹杂物处萌生,并且夹杂物尺寸越大,距离表面越近,所对应的疲劳寿命越低。     

大型粉末高温合金锻件热处理过程的数值模拟

测量并推算了盘件用FGH95合金的比热容等物理性能，用反推法计算了得到了热交换系数的函数计算公式，模拟计算了FGH95粉末高温合金锻件的温度和淬火应力场，并与实测值进行了对比，结果相符。计算并实测了不同冷速下FGH95合金的力学性能。本研究结果对实际热处理工艺具有实际意义。     

镍基粉末高温合金的组织、性能与成型和热处理工艺关系的研究

分析了镍基粉末高温合金的成型、热处理等冶金工艺及央杂缺陷的性质等与合金组织和性能的关系，描述了粉末高温合金的热处理工艺，提出了今后我们粉末高温合金组织性能研究工作的重点。     

镍基粉末高温合金冶金工艺的研究与发展

叙述和分析了镍基粉末高温合金冶金工艺三十多年来在制粉末处理工艺，成型工艺，热处理工艺等方面的研究成果和存在的问题，总结了粉末高温合金冶金工艺今后的主要发展方向。     

时效制度对挤压+锻造工艺路线FGH95粉末高温合金组织和性能的影响

采用不同的时效制度处理热等静压+挤压+等温锻造工艺的FGH95合金,并对处理后合金的显微组织和力学性能进行了系统研究。结果表明,经过双级时效(870℃/1 h,AC+650℃/24 h,AC)和单级时效(760℃/10 h,AC)处理后,合金的晶粒度无明显差异,但γ′相的数量、尺寸及分布存在显著差异。相比于单级时效,双级时效可以更有效地促进晶内γ′相粗化,晶内γ′相平均直径达到78 nm,而单级时效为67 nm;同时,双级时效更有利于M 3B 2等晶间强化相的析出。二者的拉伸强度水平相当,但双级时效合金的持久寿命低于单级时效合金,而其持久塑性要优于单级时效合金。     

粉末高温合金FGH4095和FGH4096的抗高温氧化性能

为研究舰载航空发动机关键部件的氧化腐蚀防护,开展镍基粉末高温合金FGH4095和FGH4096在750～1100℃空气环境中的高温氧化实验,采用静态增重法测定两种合金在不同温度下的氧化动力学曲线,利用金相显微镜、扫描电子显微镜、电子探针分析仪和X射线衍射仪对合金试样表面与截面氧化层的形貌、结构以及组成进行观察和分析。结果表明：FGH4095和FGH4096两种合金在750～900℃时属于完全抗氧化级,在1000～1100℃时属于抗氧化级,而两种合金的实际服役温度在900℃以下,所以在其工作温度范围内抗氧化性能优异。在750～900℃时,两种合金的抗氧化性能相近,无明显差别,氧化膜均未发生剥落。高温氧化后,FGH4095和FGH4096的氧化膜分为两层,内层都是以Al₂O₃为主,FGH4095的外层由Cr₂O₃,Nb₂O₅和TiO₂组成,而FGH4096的外层仅为Cr₂O₃和TiO_2...     

镍基粉末高温合金中夹杂物导致裂纹萌生和扩展行为的研究

采用扫描电镜原位拉伸和原位疲劳的方法,跟踪观察了人工植入Al2O3夹杂物的镍基粉末高温合金P/M Rene95中夹杂物导致裂纹萌生、扩展乃至断裂的过程,结果表明,无论是在单轴拉伸还是低周疲劳实验中,裂纹均首先萌生于脆性非金属夹杂物Al2O3处,大于一定尺寸的夹杂物,还会使该裂纹扩展成为导致合金断裂的主裂纹,从而大大降低合金的屈服强度、断裂强度及低周疲劳寿命.     

SiO2在FGH96高温合金中的遗传特征

研究了SiO2颗粒在FGH96高温合金各不同工艺状态中的行为特征,结果表明:经热等静压处理后,SiO2尖角分明的特征消失,在界面处有反应过渡区生成,变成了一种"复合"非金属夹杂物.反应的驱动力为粉末和SiO2颗粒的表面能及在热等静压过程中球形粉末变形产生的应变能.在随后的各工艺状态中,SiO2在形貌、尺寸和元素分布等方面表现出了一定的行为特征.     

FGH95粉末镍基合金的组织结构与蠕变断裂特征

通过对不同工艺处理FGH95合金进行组织形貌观察及持久性能测试,研究了组织结构对合金持久性能的影响规律。结果表明:经1150℃固溶和时效处理后,合金中有粗大γ′相在较宽的边界区域不连续分布,其周围存在γ′相贫化区;经1160℃固溶及时效处理后,合金中粗大γ′相完全溶解,在晶内弥散分布高体积分数的γ′相,并有粒状(Cr,Nb)23(C,B)6硼碳化合物在晶内及沿晶界不连续析出;经1165℃固溶和时效后,合金的晶粒尺寸明显长大,并有硬而脆的碳化物膜沿晶界连续析出。在650℃、1034MPa条件下,经1160℃固溶和时效合金具有较高蠕变抗力和较长持久寿命,蠕变期间的变形机制是位错以Orowan机制饶过γ′相、或位错剪切γ′相,其中晶界处不连续析出的粒状碳化物可有效阻碍位错滑移,是使合金具有较好蠕变性能的主要原因。蠕变后期,合金的变形特征是晶内发生单取向滑移,随蠕变进行位错在晶界处塞积,并引起应力集中,致使裂纹在晶界处萌生及扩展是合金的蠕变断裂机制。     

粉末高温合金缺陷特性及寿命预测方法研究进展和思考

系统分析了国内外在粉末高温合金缺陷特性及寿命预测方法方面的研究进展,如缺陷的来源及对寿命的影响,缺陷对裂纹萌生和扩展的影响,粉末高温合金寿命预测方法和模型.在研究目前国内外寿命预测方法的基础上,结合我国粉末高温合金寿命预测存在的问题,指出必须考虑缺陷特性并对缺陷进行定量表征,建立反映粉末高温合金特点和缺陷特性的寿命预测方法.     

等离子旋转电极雾化FGH95高温合金原始粉末颗粒中碳化物的研究

利用扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）对等离子旋转电极雾化（PREP）FGH95高温合金原始粉末颗粒中的碳化物进行研究，并分析了PREP FGH95合金原始粉末颗粒中碳化物在凝固过程中的形成机理，结果表明：粉末颗粒内部中存在MC′型碳化物及微量Laves相和M3B2相， MC′型碳化物形态有块状，条状，花朵状，草书状，粉末颗粒的冷却速率以及已凝固基体在枝晶间所产生的内应力，是导致粉末颗粒中MC′型碳化物形态多样，复杂的一个重要原因。     

镍基高温合金粉末制备技术的发展现状

粉末高温合金是先进航空发动机关键热端部件的优选材料,先进的粉末制备技术是获得高品质高温合金粉末、保证合金件质量的关键技术。近年来,我国在粉末高温合金的研发和生产技术方面都取得了突破性进展,成功研发出新一代粉末高温合金,形成了成熟的粉末高温合金生产工艺。在粉末制备技术方面,通过对高纯净母合金熔炼技术、先进雾化制粉技术和电选分离技术的深入研究,进一步发展了粉末纯净化制备技术,满足了我国航空发动机领域对粉末高温合金关键零部件的需求。简要回顾了国内外粉末高温合金的发展历程,分析了粉末高温合金中的缺陷来源及其对合金性能的影响,概述了我国镍基高温合金粉末制备技术的发展情况,讨论了未来高温合金粉末及其关键制备技术的发展方向。     

高温合金蜂窝成形制造工艺及性能评价

目的 研究高温合金蜂窝成形工艺参数优化规律。方法 采用辊压成形、整形和点焊工艺制备高温合金蜂窝芯体,并对成形后的蜂窝芯体进行性能表征及失效分析。研究辊压成形工艺、整形工艺和点焊工艺参数,对采用最优工艺参数得到的高温合金蜂窝芯体样件分别进行压缩、剪切性能测试,对样件进行性能表征及失效分析,得出其最大压缩力、平面压缩强度以及失效方式。结果 选取30 t压力时,校形效果良好;当焊接电流为500 A,焊接时间为0.005 s时,焊点质量最好。结论 采用优化后的工艺参数制得的样件尺寸精度和质量较高,能够为高温合金蜂窝制造提供指导。     

Influence of Processing Parameters on Granularity Distribution of Superalloy Powders during PREP

In order to investigate the influence of processing parameters on the granularity distribution of superalloy powders during the atomization of plasma rotating electrode processing (PREP), in this paper FGH95 superalloy powders is prepared under different processing conditions by PREP and the influence of PREP processing parameters on the granularity distribution of FGH95 superalloy powders is discussed based on fractal geometry theory. The results show that with the increase of rotating velocity of the self-consuming electrode, the fractal dimension of the granularity distribution increases linearly, which results in the increase of the proportion of smaller powders. The change of interval between plasma gun and the self-consuming electrode has a little effect on the granularity distribution, also the fractal dimension of the granularity distribution changed a little correspondingly.     

飞机涡轮盘用镍基粉末高温合金研究进展

综述了国内外飞机涡轮盘用镍基粉末高温合金的研究进展，分析了国内在粉末高温合金的研制过程中面临的问题及其解决途径。     

高温合金熔炼工艺讨论

分析了高温合金所采用的各种冶炼方法,调研了几种主要冶炼方法的设备情况,讨论了其应用及发展动态,对比了国内外高温合金的熔炼数据,讨论了国内外粉末高温合金熔炼方法的差别,研究了我国粉末高温合金VIM+VAR双联工艺对锻件性能的影响。研究结果表明,为提高我国粉末高温合金纯净度,在着力改进高温合金熔炼工艺的基础上,应积极发展并提高双联及三联熔炼等新工艺。