元素B对DZ417G合金组织性能的影响

为研究合金化元素B对DZ417G合金力学性能及微观组织的影响,制备了不同B含量的合金,并进行力学性能测试和微观组织形貌观察。结果表明:随着B含量增加,DZ417G合金900℃的抗拉强度和屈服强度均有所降低,塑性先降低后升高。980℃、216 MPa条件下,合金的持久寿命随B含量的提高而降低,760℃、725 MPa条件下,随B含量的提高合金的持久寿命变化不大。随合金中B含量的提高,合金中晶界区域析出碳硼化物数量增加,当合金中的B含量达到0.02%时,在共晶相周边可以观察到珠状硼化物共晶组织。经热处理后合金中γ′相由细小γ′相和粗大的γ′相组成。     

DZ417G镍基定向凝固高温合金的再结晶

研究了喷砂和机加工后DZ417G合金在热处理过程中的组织演化及其对拉伸、持久性能的影响.结果表明:喷砂和机加工后,DZ417G合金样品热处理后表面发生了再结晶.扫描电镜观察发现固溶处理样品中的再结晶晶粒呈等轴晶晶粒,而在时效处理后再结晶晶粒呈胞状形式生长.表层再结晶使室温拉伸强度有一定程度的降低,对高温拉伸强度影响不大.表面再结晶厚度在持久过程中增加.表层等轴晶再结晶组织使持久性能降低,二次胞状再结晶组织将导致持久性能的进一步降低.     

一种性能优异的低成本定向凝固镍基高温合金DZ417G

一种新的定向凝固镍基高温合金DZ417G已被研制成功，它不含有稀缺昂贵的金属元素W，Nb,Ta,Hf等元素，具有密度小、成本低的特点。简要地介绍这一合金的研究结果，包括化学成分的确定，定向凝固工艺和热处理制度的选定，所测试的各种力学性能，涉及不同温度的时拉伸性能，冲击韧性、持久、蠕变性能及其机理，高、低周疲劳和冷热疲劳性能，疲劳裂纹扩展速率，长期时效后组织和力学性能的变化以及抗氧化性能和物理性能。结果表明，DZ417G合金是一种综合性能优异的定向凝固镍基高温合金，很多性能指标优于DZ4合金，与DZ22和DS CM247LC合金相当，可用作先进航空发动机低压涡轮叶片等零件。     

拉晶速率对DZ417G合金高温氧化性能的影响北大核心CSCD

采用扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)方法研究了拉晶速率对DZ417G合金γ'相和碳化物形态,以及对合金900℃下氧化行为的影响。结果表明,随着拉晶速率的增大,合金中γ'相细化,碳化物由细小颗粒变成棒状,合金900℃下100 h的氧化速率呈逐渐降低再升高的趋势。合金氧化层主要由3层组成,氧化外层主要为Ni、Co、Cr和V的氧化物,而在过渡层中富含Cr、Al元素,形成Cr、Al的氧化物,内层形成Ni的氧化物。当拉晶速率为7 mm/min时,合金的氧化速率最低,合金过渡层中致密的Cr、Al的氧化物层阻碍了氧的向内扩散,使合金具有良好的抗氧化性能。     

热处理制度对K417G铸造高温合金组织和性能的影响

对K417G合金经过“1 080℃/4 h,AC+870℃/12 h,AC”固溶+时效热处理后的显微组织、性能进行了研究。结果表明,与铸态相比,经“1 080℃/4 h,AC”固溶处理后,铸态部分γ′相已经溶解,并且初生γ′相附近聚集着尺寸更小的二次γ′相颗粒;室温抗拉强度和塑性提高,而900℃抗拉强度变化不大,塑性指标却明显降低。再经“870℃/12 h,AC”时效处理后,γ′相呈现为规则的立方形,二次γ′相有所长大,尺寸约为20～100 nm;900℃塑性指标有一定提升,其他力学性能与铸态相比变化不明显。     

强磁场下热处理对定向凝固高温合金DZ417G析出相γ′的影响

在不同强度的强磁场下对定向凝固高温合金DZ417G试样进行固溶处理和时效处理,利用扫描电镜(SEM)和显微硬度计观察析出相γ′的微观结构并测定其显微硬度,探讨强磁场对析出相γ′的大小、形态、分布和硬度的影响,并从热力学原理探讨解释析出相γ′的变化.结果显示:12 T强磁场下固溶处理后,析出相γ′尺寸减小,枝晶干和枝晶间区域析出相γ′体积百分数分别增加达5.3％和5.6％,显微硬度分别增加9.4％和15.8％.12 T强磁场下时效处理后,析出相γ′尺寸减小,枝晶干和枝晶间区域析出相γ′体积百分数分别增加达3.9％和4.2％,显微硬度分别增加达6.2％和11％.     

强磁场下热处理对定向凝固高温合金DZ417G析出相γ'的影响

在不同强度的强磁场下对定向凝固高温合金DZ417G试样进行固溶处理和时效处理,利用扫描电镜(SEM)和显微硬度计观察析出相γ'的微观结构并测定其显微硬度,探讨强磁场对析出相γ'的大小、形态、分布和硬度的影响,并从热力学原理探讨解释析出相γ'的变化。结果显示:12 T强磁场下固溶处理后,析出相γ'尺寸减小,枝晶干和枝晶间区域析出相γ'体积百分数分别增加达5.3%和5.6%,显微硬度分别增加9.4%和15.8%。12 T强磁场下时效处理后,析出相γ'尺寸减小,枝晶干和枝晶间区域析出相γ'体积百分数分别增加达3.9%和4.2%,显微硬度分别增加达6.2%和11%。     

V对K417G合金高温热腐蚀行为的影响

采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和高温在线电化学测量方法,研究了V对K417G高温合金900℃热腐蚀行为的影响,结果表明:随着V含量的增加,合金的热腐蚀速率呈逐渐增加的趋势。当V含量低于0.6%(质量分数)时,腐蚀速率增加较小,0.6%V合金的腐蚀速率是0.016%V合金的4倍,当V含量增加到1.19%时,合金的热腐蚀速率增加100倍还多,腐蚀产物主要为氧化物和硫化物。氧化物主要为Al、Cr、Co、Ti和Ni的氧化物,硫化物主要为NiS、MoS和NiCrS,随着V含量增加,S向基体扩散速度加快,合金表层中的Al和Cr的氧化物层越来越薄,使合金腐蚀层致密性下降,低V时,硫化物主要在外表面形成,高V时,硫化物层紧邻基体,高温极化曲线结果显示,与1.19%V合金相比,低V合金(0.016%)的自腐蚀电位向正向移动了0.4 V,低V合金具有良好的耐热腐蚀性能,高V合金耐热腐蚀性能下降。     

抽拉速率对连续定向凝固DZ22高温合金组织和性能的影响

采用下引式连续定向凝固装置研究了抽拉速率对DZ22高温合金连续定向凝固组织和性能的影响.结果表明:随着抽拉速率从3 mm/min增加到9 mm/min,一次枝晶间距从199μm减小到141μm,二次枝晶间距从43μm减小到32μm;合金中主要元素的微观偏析程度均减轻;碳化物呈颗粒状弥散分布,其面积分数从1.2％降低到0...     

B含量对K417G合金凝固过程中组织演变和力学性能的影响

研究了B含量对K417G合金凝固过程中相析出以及铸态组织和力学性能的影响。研究不仅证实了B显著促进元素偏析以及凝固后期(γ+γ')共晶析出,还发现B对K417G合金凝固早期基体γ相的析出和长大具有明显影响。B降低基体γ相的析出温度,抑制γ相的形核,并阻碍γ相生长。当B含量低于0.036%时,由于B降低γ相形核率,导致K417G合金的晶粒组织随B含量增加明显粗化。当B含量增加至0.060%时,尽管B仍然降低γ相形核率,但由于其阻碍γ相枝晶的早期生长,使熔体内部过冷度升高,局部发生晶粒细化。B对K417G合金力学性能的影响决定于硼化物的晶界析出形态,当B含量低于0.036%时,硼化物以颗粒状在晶界析出并对晶界产生强化作用,合金的900℃拉伸性能和900℃、315 MPa持久性能随B含量的增加而显著提高。当B含量达到0.060%时,共晶态硼化物在(γ+γ')前沿析出,导致共晶态硼化物与(γ+γ')的界面显著弱化,拉伸和持久性能显著降低。     

浇注温度对K417G合金组织及力学性能的影响

研究了不同浇注温度下的K417G合金试样。结果表明,1 450℃浇注,合金中碳化物以块状为主,γ′相边缘钝化,γ′尺寸为1μm左右;1 500℃浇注,合金中碳化物以长条形为主,γ′相边缘清晰,立方度较好,γ′尺寸为0.8μm左右。1 450℃浇注的合金屈服强度及断裂强度均高于1 500℃浇注的合金。合金拉伸裂纹主要产生于碳化物处,1 450℃浇注的合金,碳化物尺寸较小,产生裂纹需要的应力较大;1 500℃浇注的合金,碳化物细长,碳化物断裂所需应力较小。在760℃/645 MPa条件下,1 450℃浇注的合金,平均持久寿命可达到219 h,而1 500℃浇注的合金,平均持久寿命仅为25 h。前者的断裂方式为穿晶断裂,后者为沿枝晶断裂,断口上存在有部分疏松组织。     

纯净化制备对DZ125L合金组织和力学性能的影响

通过普通熔炼和纯净化工艺分别制备不同O,N,S,P等杂质元素含量的定向凝固镍基高温合金DZ125L。采用金相显微镜、扫描电镜等方法对不同杂质元素含量合金的微观组织进行观察和分析,并测定不同合金的拉伸、持久、蠕变、疲劳等性能。研究结果表明,纯净化制备方法可以进一步降低DZ125L合金中O、N、S、P的含量,使各杂质元素含量均由0.0010%左右降至0.0005%以下,合金纯净度得到改善;随着合金纯净度的提高,合金中疏松和夹杂物的含量进一步降低;纯净化工艺制备的DZ125L合金室温及760℃、850℃和980℃下的抗拉强度和屈服强度得到一定改善,合金760℃/800MPa、850℃/560MPa及980℃/250MPa的持久寿命得到提升,而1040℃/150MPa持久寿命变化不大;随着杂质元素含量的降低,DZ125L合金950℃不同应力下的蠕变变形速度减缓,而760℃高周拉压疲劳寿命得到较大提升。     

熔体过热处理温度对铸态镍基高温合金K417返回料组织和力学性能的影响

用金相显微镜和扫描电镜研究了镍基高温合金K417返回料在1530, 1650, 1700, 1800 ℃下进行5 min熔体处理后显微组织以及碳化物尺寸、分布和形态的变化,并研究了熔体过热处理后组织变化对合金室温拉伸性能和高温拉伸性能的影响。结果表明,在相同铸造条件下,熔体高温处理能使碳化物由块状向骨架状转变并有效阻止裂纹的扩展,从而使合金得到良好的室温和高温强度及塑性     

抽拉速率对DZ951合金组织和性能的影响

系统研究了抽拉速率对DZ951合金组织和性能的影响.试验结果表明:随着抽拉速率的增大,合金的定向凝固组织由粗枝状晶向细枝状晶演变,γ’相体积分数没有明显的变化但尺寸有所减小,而γ’相的形状逐渐趋向于规则立方;共晶含量、疏松水平和偏析程度都随抽拉速率的增加而变大;拉伸强度和伸长率都呈现出先减小而后增大的趋势.     

凝固参数对DZ125合金叶片类铸件微观组织和性能的影响

应用高速凝固定向凝固方法研究凝固工艺参数(抽拉速度、模壳保温温度)对DZ125高温合金铸件组织及性能的影响。结果发现,升高模壳保温温度可大幅度提高温度梯度,并制备出晶粒挺直度更为优良的铸件。枝晶组织及γ′析出相在壁厚较大部位更为粗大,且均随着抽拉速率及模壳保温温度的提高得到细化。显微偏析随抽拉速率的增加先减轻后加重,随模壳保温温度的提高部分元素偏析加重,部分元素减轻;γ+γ'共晶含量随抽拉速率的增大和模壳保温温度的提高而减少。铸件经标准热处理后,枝晶组织模糊不清,γ'析出相由于凝固参数变化而引起的差异显著减轻,且共晶组织几乎全部消除。抽拉速率变化对热处理态铸件性能无显著影响,但温度梯度的提高改善了铸件晶粒的挺直度,减小了晶粒偏离轴向的角度,提高了铸件性能。     

Microstructure and Mechanical Properties of a Spray-Formed Superalloy

The microstructural evolution and mechanical properties of a spray-formed superalloy were studied in this paper. Based on a better understanding of the microstructural evolution of the spray-formed superalloy during solution treatment, an optimum solution treatment process was obtained, namely, at 1,140 °C for 6 h, and air cooling(AC). The effects of the ageing treatments on the mechanical properties of the post-solution-treated spray-formed superalloy were evaluated using ageing harden curves and tensile testing. The results indicated that the maximum hardness value was achieved at 850 °C for 8 h, AC. Due to co-precipitation of primary and secondary c0 precipitates during the heat treatment,the spray-formed superalloy obtained an excellent combination of yield strength(YS = 1,110 MPa), ultimate tensile strength(UTS = 1,503 MPa), ductility(elongation, EL = 21%) and excellent stress rupture properties at 650 °C(UTS = 1,209 MPa, EL = 15.8%). The heat treatment also improved the rupture life at 650 °C/950 MPa and 750 °C/539 MPa up to 140 h without rupturing. The tensile-fractured surfaces exhibit ductile transgranular failure feature. The optimum heat treatment process was determined to be 1,140 °C/6 h+850 °C/8 h+AC.     

MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF NOVEL 718 SUPERALLOY

Recently, a novel 718 superalloy with remarkable structural stability at 680℃ has been designed and fabricated by CISRI (Central Iron and Steel Research Institute) etc. Phase identification of novel 718 alloy under the above-mentioned heat-treatment condition was performed using optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), and transmission electron microscopy (TEM). Results show that the novel 718 alloy has outstanding structural stability at 680℃. The novel 718 alloy possess excellent structural stability and good mechanical properties, which is attributed to ?酌'-phase strengthening and also to the specific sandwich structure of the ?酌' ＋ ?酌' strengthening phase.     

Effect of Heat Treatment on Microstructure and Mechanical Properties of GH4169 Superalloy

研究了4种热处理制度对GH4169合金显微组织、室温拉伸、650℃拉伸和持久性能的影响。结果表明:980℃固溶加两阶段时效处理,合金的室温和650℃拉伸的屈服强度和抗拉强度最高;960℃固溶加两阶段时效处理,合金的持久寿命最长。固溶处理调整y相的含量,主要强化相y"在720℃时效时析出,辅助强化相y’在620℃时效析出。     

Mo元素含量对TiAl合金微观组织及力学性能的影响

设计了4种不同Mo含量的TiAl合金,使用扫描电子显微镜、纳米压痕、热模拟压缩等手段对Mo-TiAl合金的微观组织以及力学性能进行了研究。结果显示,随着Mo含量升高,组织中γ相含量逐渐减少,而β相含量逐渐增多。Mo元素主要以β相的形式存在于TiAl合金中。在热等静压过程中,Mo元素从γ相和α₂相向β相中扩散;Mo-TiAl合金的纳米压痕硬度在Mo含量为1.59%（原子分数,下同）时达到最大,并且纳米压痕硬度和片层间距呈负相关;随着Mo含量升高,Mo-TiAl合金热压缩流变应力降低,Mo含量为2.11%和3.94%的TiAl合金由于Al元素偏析导致其塑性较差。