长期时效对DD407单晶高温合金组织和中温性能的影响

研究了DD407单晶高温合金在900℃长期无应力时效过程中,组织的演变规律及其对中温性能的影响。研究结果表明：经长达3 000 h的时效后,合金的组织稳定,无有害相析出,7 6 0℃中温强度稳定,但伸长率显著提高。     

Re含量对单晶高温合金组织和拉伸性能的影响

为优化一种单晶高温合金中的Re含量,在真空定向凝固炉中制备了3%Re和5%Re的镍基单晶高温合金,热处理后分别在980 ℃长期时效400、800、2 000 h,测试合金热处理后1 100 ℃拉伸性能,采用JMatPro软件计算了合金相图,通过光学显微镜、扫描电镜和能谱仪研究Re含量对合金枝晶组织,热处理组织和980 ℃时效400、800、2 000 h的组织和1 100 ℃拉伸性能的影响。结果表明,随着单晶高温合金中Re含量增加,一次枝晶间距轻微减小,共晶的体积分数升高;γ′相尺寸下降,立方化程度增加;不同Re含量合金时效800 h后无TCP相析出,时效2 000 h后有TCP相析出,随着Re含量增加,TCP相析出量增加。合金组织稳定性随着Re含量增加而降低。随着Re含量增加,合金的高温拉伸性能显著提高。      

一种镍基单晶高温合金长期时效过程中的组织变化

对一种镍基单晶高温合金在900℃和1000℃长期时效过程中组织、硬度的变化以及γ'相的长大动力学进行了研究.试验结果表明在一定时间内γ'相的平均直径随时效时间的立方根呈线性增加,150小时后均有所偏离.900℃时效的整个过程中γ'相始终呈立方形分布,而1000℃时效150小时后逐渐连接,形成筏形.γ'相的长大激活能为290kJ/mol.长期时效过程中,在两个时效温度下硬度变化的规律基本一致,呈现先增后减的趋势,但在1000℃的后期,硬度又有所回升.合金在长期时效过程中,有少量的碳化物析出.     

高温长期时效对钴高温合金GH605组织与性能的影响

研究了长期时效处理对钴基高温合金ＧＨ６０５组织与性能的影响。结果表明,８１５℃长期时效过程中,随时效时间的延长,析出碳化物（主要是Ｍ６Ｃ）逐渐增多,而且时效５００ｈ后发现有少量针状或棒状Ｌａｖｅｓ相析出。高温塑性,尤其是室温塑性的下降与碳化物过分粗化以及脆性Ｌａｖｅｓ相的析出并增多有关,但这两个因素对于室温拉伸强度及高温持久寿命的影响较小。为了使合金塑性得到恢复,可以采用重新固溶处理的措施。     

时效温度对K487合金组织和性能的影响

 研究了不同时效温度对K487合金组织和性能的影响。结果表明,随时效温度提高,合金组织中γ′相尺寸增大,针状μ相减少,不规则块状和条状μ相边缘尖角变圆钝,合金强度下降,塑性提高。经900 ℃×5 h时效后,合金可获得较好的综合性能,其屈服强度约685 MPa,伸长率和断面收缩率分别达到105%和155%。     

高温长期时效对钴基高温合金GH605组织与性能的影响

研究了长期时效处理对钴基高温合金ＧＨ６０５组织与性能的影响。结果表明,８１５℃长期时效过程中,随时效时间的延长,析出碳化物（主要是Ｍ６Ｃ）逐渐增多,而且时效５００ｈ后发现有少量针状或棒状Ｌａｖｅｓ相析出。高温塑性,尤其是室温塑性的下降与碳化物过分粗化以及脆性Ｌａｖｅｓ相的析出并增多有关,但这两个因素对于室温拉伸强度及高温持久寿命的影响较小。为了使合金塑性得到恢复,可以采用重新固溶处理的措施。     

长期时效对GH4708合金组织和力学性能的影响

研究了GH4708合金在650℃、800℃分别经过100 h、500 h、1 000 h长期时效处理后组织和力学性能的变化规律.结果表明:经过650℃长期时效后,合金在室温和800℃下的强度略有升高,塑性略有下降;经过800℃长期时效后,随着时效时间的延长,合金在室温和800℃下的强度、塑性基本没有变化.因此,GH4708合金在650℃、800℃下组织和力学性能基本稳定.     

DD407单晶高温合金760℃拉伸性能的各向异性

研究了具有[001]、[011]和[111]取向以及[001]附近取向的DD407单晶高温合金经过热处理后,在760℃温度下的拉伸性能。结果表明,该合金具有明显的拉伸性能各向异性：[001]取向上表现出了最高的屈服强度和抗拉强度;当取向逐渐偏离[001]时,强度开始降低,但在相同的偏离角度内,偏向[111]取向的试样具...     

倒双级时效对镍基高温合金组织及高温拉伸性能的影响

 研究了固溶+两段时效热处理工艺对镍基高温合金组织及性能的影响。结果表明：镍基高温合金中的γ′相粒子半径大于40 nm时，位错与γ′相的交互作用由切割机制转变为绕过机制，合金强度明显降低；γ′相的长大规律符合Oswald熟化过程规律；合金在第二段时效过程中，晶界碳化物转变成颗粒状，使其塑性显著提高。     

长期时效对GH4586A合金组织及拉伸性能的影响

研究了GH4586A合金在750℃、800℃长期时效过程中室温拉伸性能与组织变化的关系.利用扫描电镜对合金显微组织进行了观察;利用透射电镜对析出相进行了鉴定;通过物理化学相分析方法定量分析了长期时效过程中合金中相的质量分数.结果表明,该合金在750～800℃时效有μ相和σ相析出,并且随时间延长数量增加;在750～800℃长期时效过程中M23C6碳化物析出.M23C6主要在晶界析出且其析出量受时效温度及时间的影响;合金在750℃、1 500 h之内使用,强度和塑性可以匹配,超过1 500 h后由于μ相和σ相析出量明显增多,塑性迅速下降,合金不能作为转动件使用.     

固溶温度对GH4202合金组织及拉伸性能的影响

为充分挖掘沉淀强化型镍基高温合金GH4202管材性能,以满足我国航天新型发动机的要求,研究了固溶处理温度对合金组织及拉伸性能的影响规律.结果表明,在1 050~1 075℃范围固溶处理后合金晶粒度无明显变化,当固溶温度升至1 100℃时,合金局部出现异常晶粒长大,当固溶温度达到1 150℃时,合金晶粒均匀长大.随固溶温度升高,合金晶界硼、碳化物数量明显减少,由链状向孤立的颗粒状转变.随固溶温度升高,GH4202合金室温及高温拉伸强度均呈降低趋势,尤其以屈服强度降低幅度最为显著.合金的室温面缩率随固溶温度升高而降低,且降低幅度较大,但室温断裂延伸率变化并不显著;700℃下合金的断面收缩率与断裂延伸率随固溶温度的变化均表现为先升高后降低的趋势.GH4202合金最佳固溶处理工艺为1 110℃保温30 min后水冷,此时合金晶粒度为5.0级、晶界碳化物呈细小链状,晶内沉淀强化γ'相弥散析出,可保证合金具有优异的室温及高温力学性能.     

Effect of cellular recrystallization on tensile properties of a nickel-based single crystal superalloy containing Re and Ru

A nickel-based single crystal superalloy containing Re and Ru was cast in a directional solidification furnace.The single crystal specimens after standard heat treatment were grit blasted with different pressures and then heat treated at 1100°C for 4 hunder vacuum condition.The evolution of recrystallized microstructure and its effect on the tensile properties at 850 and 980°C were investigated.After heat treatment,the cellular microstructure was observed,and the thickness of the cellular recrystallization zone increases with the increase in grit blasting pressure.The appearance of the cellular structure undermines the tensile properties.Both the tensile strength and elongation decrease with increasing the thickness of the cellular structure.The recrystallized grain boundaries can act as the channels for the crack initiation and propagation during tensile test.The low bearing capacity of recrystallized layers and the local stress concentration resulting from the notch effect of cracking were the main reasons for the decrease of tensile properties.     

Al含量对镍基单晶高温合金组织 和持久性能的影响

采用选晶法在定向凝固炉中制备了5.6 % Al和6.0 % Al的2种单晶高温合金,保持其它合金元素含量相同,热处理后在1 040 ℃长期时效800 h,采用扫描电镜研究了Al含量对合金共晶含量、热处理组织、长期时效组织和持久性能的影响.结果表明,随着Al含量增加,合金铸态组织中的共晶含量稍有增加,热处理组织中枝晶干γ′相无明显变化,枝晶间的γ′相稍有增大.随着Al含量增加,合金时效组织中TCP相析出量增加,枝晶间γ′相筏排化倾向增加,合金的组织稳定性变差.随着Al含量增加,合金的持久寿命增加,延伸率和断面收缩率减小.      

Influence of precipitate morphology on intermediate temperature creep properties of a nickel-base superalloy single crystal

The influence of γ’ precipitate morphology on the-creep behavior of the single crystal nickel-base superalloy NASAIR 100 at 760-°C was investigtated. As-heat treated crystals with cuboidal γ’ particles and crystals given an additional pre-rafting treatment to form a continuous lamellar structure were creep tested at stress levels which produced rupture lives ranging from 40 to 2500 hours. At high applied stresses, the crystals with cuboidal γ’ had both lower minimum creep rates and longer rupture lives than the crystals with lamellar γ. At lower stress levels, the initially cubic γ’ material maintained a lower crep rate, but exhibited a similar rupture life compared to the pre-rafted crystals. Examination of the microstructures which developed during creep indicated that dislocations could shear the semi-coherent γ’ rafts relatively easily compared to the coherent cuboidal γ’. In tests at lower applied stresses, slow directional coarsening of the initially cuboidal γ’ resulted in the development of a lamellar structure similar to that in the pre-rafted material, such that the rupture lives of the two materials were similar.     

表面缺陷对单晶高温合金高周疲劳性能的影响

在定向凝固炉中采用螺旋选晶法制备了一种单晶高温合金试棒,标准热处理后加工成旋转弯曲高周疲劳试样,试样中间位置用电火花加工成不同尺寸的孔洞以模拟叶片的表面缺陷,在980 ℃、应力分别为400 MPa和500 MPa条件下,研究表面孔洞对合金高周疲劳性能的影响,用扫描电镜分析了疲劳试样的断口形貌.结果表明,与标准试样相比,带有孔洞合金的高周疲劳寿命都有不同程度的降低,随着表面孔洞尺寸增大,合金的疲劳寿命逐渐减小.在合金试样的高周疲劳断口上可见疲劳源区、裂纹扩展区和瞬断区.相对于标准试样,带有孔洞试样疲劳源除了试样表面,还有表面孔洞,所有试样都为多源疲劳断裂.与高温下拉伸持久的断裂机制不同,高温下旋转弯曲高周疲劳为类解理断裂.      

一种单晶高温合金的组织和持久性能

研究了一种第二代单晶高温合金的显微组织和不同条件下的持久性能.研究结果表明合金铸态组织由γ相、γ′相和共晶相组成.完全热处理后,无共晶和初熔,γ′相立方化较好.合金不同条件下持久性能良好.在760 ℃/800 MPa条件下持久断裂为类解理断裂,而合金980 ℃/250 MPa、1 100 ℃/140 MPa的高温持久断裂显示出韧窝断裂特征.持久断裂组织分析表明,在760 ℃/800 MPa条件下,γ′相仍保持立方状.在980 ℃/250 MPa条件下,γ′相发生筏排化.在1 100 ℃/140 MPa条件下,γ′相筏排化更严重.      

时效处理对Stellite 6B钴基高温合金组织性能的影响

为了探究时效处理工艺对Stellite 6B钴基高温合金组织性能的影响,采用不同的时效处理方法对合金试样进行了处理,对比分析了不同时效处理工艺下试样的微观组织、显微硬度及碳化物析出情况。结果表明,随着时效处理时间的延长,碳化物的析出量增加,晶界上也开始析出能够强化晶界的碳化物链。时效处理参数为 980 ℃×12 h 时,效果最佳。此时,组织全部奥氏体化,基体和晶界上无大块的一次碳化物;析出的M23C6碳化物弥散均匀分布,尺寸控制在1 μm左右,最大不超过3 μm;晶界网状碳化物断开成碳化物链,最长不超过5 μm;合金硬度为HRC47.18,能够满足挤压模具对材料硬度的要求。