GH4169G合金高强涡轮盘锻件的试制

以GH4169G高强涡轮盘为研究对象,在工业条件下成功试制出组织和性能满足技术标准要求的锻件。     

GH4738合金热加工工艺窗口的表征与验证

为了研究GH4738合金的热变形特性,选用锥形试样采用近等温热压缩实验获得了GH4738合金不同热力学参数(温度、应变)下经过1020℃固溶后的组织,研究了GH4738合金不同热力学参数下的组织演变规律.通过对不同热力学参数条件下合金晶粒(主要包括再结晶小晶粒的百分比和晶粒尺寸极差)的研究,建立了GH4738合金热加工...     

GH4738合金高温扩散退火工艺

借助于Thermal-calc热力学软件计算了合金的平衡凝固相图,以此为依据制定了高温扩散退火处理的试验参数。利用OM和SEM观察了GH4738合金的铸态偏析状况,并用EPMA技术研究了合金铸态以及不同高温扩散退火制度下的元素偏析规律。结果表明,铸态合金中Ti元素偏析最为严重,高温扩散退火处理后Ti元素偏析得到明显改善,经1200 ℃×50 h的高温处理后效果最为显著,同时计算了残余偏析指数随温度的变化曲线,计算结果和试验结果基本吻合。     

GH4738合金冷拉棒材表面裂纹缺陷分析

针对GH4738合金冷拉棒材加工螺母过程中发现的表面裂纹缺陷,通过金相组织分析、超声波探伤、模拟试验、力学性能测试等研究,分析了缺陷的性质及缺陷产生的原因,并研究了表面裂纹对零件性能的影响。结果表明:GH4738合金螺母表面发现的裂纹缺陷是合金冷拉棒材带来的缺陷,是在棒材轧制过程产生,后经过多次氧化所致。棒材的近表面纵向裂纹对棒材室温拉伸强度和剪切强度影响不大。     

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。     

铸态与锻态GH4738合金的热变形行为

通过MTS热模拟试验机对铸态与锻态GH4738合金在变形温度1000~1150 ℃及应变速率0.01~1 s^-1的条件下进行压缩试验,其中压下量为10%、30%、50%。结果显示,两种状态的合金应力-应变曲线均具有典型的动态再结晶特征,存在加工硬化、流变软化和稳态流变3个阶段。由应力-应变曲线得出GH4738合金铸态及锻态热变形激活能分别为Q=575.89 kJ/mol及Q=588.04 kJ/mol。并利用EBSD分析发现,在相同的热变形参数下,锻态GH4738合金组织的动态再结晶要比铸态组织发生得更早、更显著。     

GH4738高温合金高通量双锥试样设计及晶粒组织演变

在高温合金领域,双锥试样被广泛用于高通量研究热加工工艺与组织关系。针对GH4738高温合金,本文通过有限元分析,设计了一种在压缩过程中具有较小等效应变速率波动的双锥试样,并研究了其对晶粒尺寸的影响及其温度依赖性,进而研究了在变形温度为1000～1160℃、应变速率为2 s^-1和14 s^-1、工程应变为30%、50%、70%的条件下合金的晶粒演变。结果表明：等效应变速率的波动会影响变形后合金的晶粒尺寸,并且具有变形温度依赖性。所设计的双锥试样有利于精确研究等效应变与晶粒组织关系。热压缩实验表明,合金的软化以非连续动态再结晶为主,热加工窗口为变形温度1030～1080℃、应变速率14 s^-1、工程应变50%～70%。     

GH4738高温合金的应力松弛行为

高温合金的松弛性能研究对于使用该合金制造的紧固件在服役过程中的工作条件选择以及松弛规律提供实验依据。本文详细研究了紧固件用高温合金GH4738在不同温度和初应力,及不同热处理制度下的应力松弛行为。研究表明：应力松弛的两个阶段之间存在一个槛应力 ,低于此槛应力 时,塑性应变速率快速下降。随着温度的升高,GH4738合金的松弛稳定性下降,应力松弛速率加快,松弛极限降低。随着初应力的提高,松弛第一阶段松弛速率加快,松弛极限有所增大。不同的固溶温度和稳定化热处理工艺主要影响了合金松弛过程的第二阶段,对其槛应力及松弛稳定性均无明显影响。     

GH4169合金涡轮盘锻件晶粒度分析和控制

以低压一级涡轮盘为典型件进行生产试制。结合有限元模拟分析可知,轮毂中心部位为难变形区,晶粒也容易长大。应优化设计,进一步提高GH4169合金涡轮盘锻件质量。     

终锻温度对GH4738高温合金热变形行为的影响

采用非持续加热方式设计非等温热模拟压缩实验,模拟不同终锻温度条件下GH4738高温合金的热变形行为,并结合组织观察分析终锻温度对GH4738合金组织均匀性以及后续热处理过程组织遗传性的影响规律.研究结果表明,在相同始锻温度条件下,终锻温度过低会抑制GH4738合金热变形过程中动态再结晶的发生,从组织上表现为再结晶程度较...     

相图计算辅助新型Co基变形高温合金的成分设计

为了确定Co-Al-W-Ni-Ta-Ti体系新型y'强化的Co-Al-W基变形高温合金的成分及相应的热处理工艺,利用Pandat计算软件及钴基高温合金热力学数据库,计算了合金元素对平衡相析出行为的影响.计算表明:W,Ni、Ta及Ti均能提高y'的稳定性,W、Ta会增加有害相X-D019的析出倾向,Ti和Ni能分别抑制有...     

Design for Ti-Al-V-Mo-Nb alloys for laser additive manufacturing based on a cluster model and on their microstructure and properties

In this study, α+β Ti-Al-V-Mo-Nb alloys with the addition of multiple elements that are suitable for laser additive manufacturing (LAM) were designed according to a Ti-6Al-4V cluster formula. This formula can be expressed as 12[Al-Ti₁₂](AlTi₂)+5[Al-Ti₁₄]((Mo, V, Nb)₂Ti), in which Mo and Nb were added into the alloys partially instead of V to give alloys with nominal compositions of Ti-6.01Al-3.13V-1.43Nb, Ti-5.97Al-2.33V-2.93Mo, and Ti-5.97Al-2.33V-2.20Mo-0.71Nb (wt.%). The microstructures and mechanical properties of the as-deposited and heat-treated samples prepared via LAM were examined. The sizes of the β columnar grains and α laths in the Nb-containing samples are found to be larger than those of the Ti-6Al-4V alloy, whereas Mo- or Mo/Nb-added alloys contain finer grains. It indicates that Nb gives rise to coarsened β columnar grains and α laths, while Mo significantly refines them. Furthermore, the single addition of Nb improves the elongation, whereas the single addition of Mo enhances the strength of the alloys. The simultaneous addition of Mo/Nb significantly improves the comprehensive mechanical properties of the alloys, leading to the best properties with an ultimate tensile strength of 1,070 MPa, a yield strength of 1,004 MPa, an elongation of 9%, and micro-hardness of 355 HV. The fracture modes of all the alloys are ductile-brittle mixed fracture.