镍基单晶高温合金小角度晶界的形成机制、影响因素与控制措施

镍基单晶高温合金被广泛用于制备先进航空发动机及工业燃气轮机的关键热端部件,随着铸件结构的复杂化和大型化以及合金中难熔元素的增多,凝固缺陷的形成倾向增大。其中,小角度晶界是定向凝固制备单晶高温合金铸件过程中经常出现的一类缺陷,它会破坏单晶的完整性,一旦超过容限就会对铸件的力学性能造成恶劣影响,随着单晶高温合金服役温度的不断提高,小角度晶界对性能的损害会更为严重。因此,小角度晶界日益成为镍基单晶高温合金发展和应用中需要解决的重要课题,受到国内外研究者的广泛关注。单晶中的小角度晶界与传统意义上的小角度晶界有所不同,是指相邻枝晶间的取向偏离。研究者们在不同晶界偏离角及不同温度条件下就小角度晶界对合金持久性能、蠕变性能及疲劳性能的影响进行了研究,结果发现:当偏离角较小时,小角度晶界对合金性能的影响并不明显,但是随着偏离角的增大及温度的升高,合金的性能均会降低。为了探寻有效的预防和控制措施,研究者们就小角度晶界的形成机制及影响因素进行了研究。关于小角度晶界的形成机制,被大家普遍认同的观点是:枝晶在分枝生长过程中发生了塑性变形,从而导致了枝晶的取向偏离,当枝晶再次汇聚时就会产生小角度晶界。但是,关于枝晶变形的原因则没有一致看法。另外,关于小角度晶界影响因素的研究还不是很系统,主要集中在合金成分及晶界强化元素、凝固参数及取向、铸件尺寸等方面。镍基单晶高温合金中的小角度晶界归根结底是由枝晶的取向偏离导致的,而取向偏离的影响因素复杂,因此小角度晶界的出现很难完全避免。目前,主要通过取向控制以减少小角度晶界的产生,并通过晶界强化以提高合金对小角度晶界的容限。本文阐明了单晶高温合金中的小角度晶界的概念,总结了小角度晶界对合金力学性能的影响,综述了小角度晶界形成机制的研究进展,分析了合金元素、微量元素、凝固条件和铸件结构等因素对小角度晶界形成的影响,在此基础上,提出了减少小角度晶界的措施和强化晶界的途径,最后就未来的研究方向进行了展望。     

一种测定晶体取向及其分布的简便XRD方法

提出了旋转定向测试法，其原理是使试样的在粉末X射线衍射仪上进行θ扫描的同时绕其端面法线自转，增加了晶面法线通过衍射平面的机会。通过这种方法可直观地区分取向多晶，准单晶或者单晶体，评定研制过程中准单晶和择优取向材料的晶体品质，确定单晶，准单晶及择优取向等材料的晶面相对宏观端面的晶向偏离角和取向分散度，还可对单晶体材料进行三维晶面定向。旋转定向法测试晶体取向具有快速简便，一机多用，精度高等优点，在电子、光学、磁性，机械等材料研究领域具在广泛的应用。     

Ni基单晶高温合金取向测定方法的研究

论述了在普通的多晶衍射仪上,利用固定2θ角,进行Omega扫描的非对称X射线衍射方法来测定Ni基单晶高温合金[001]取向的原理,对三个具有不同取向角度的Ni基单晶高温合金进行了取向测定,讨论了该方法可测试的单晶体偏差角的范围和进一步扩大测试范围的可能解决方法,以及测试中应注意的问题.利用带有偏差角的非对称扫描方法得到了单晶的(002)晶面的衍射线,讨论了得到该衍射线的意义.     

Q235碳素钢应变强化相变中铁素体的取向特征

利用背散射电子衍射取向成像技术分析了在热模拟单向压缩条件下Q235碳素钢应变强化相变中铁素体晶粒的取向（差）变化特点。结果表明，奥氏体的状态影响应变诱导出的铁素体的取向，奥氏体的动态再结晶使应变诱导出的铁素体的取向随机分布，在铁素体的内部基本上没有小角晶界，随着形变温度的降低和应变量的增大，铁素体取向的择优性变强，铁素体内部的小角晶界增加，这是细小铁素体动态再结晶的表现，相变，形变以及铁素体的动态再结晶都影响＜111＞方向线织构的形成。     

再结晶退火4J6合金薄带的微观组织特征

对变形量为40%,厚度为1.8 mm的冷轧4J6合金薄带施以不同温度相同保温时间的退火处理,采用金相组织观察,电子背散射衍射(EBSD)实验手段,研究了不同温度退火条件下,冷轧4J6合金薄带的显微组织和主要织构的演变规律以及晶界的取向差分布特征.结果表明,随着退火温度的增加,小角晶界的取向差逐渐减小,晶界的取向差主要分布在55°～60°之间;高斯织构及黄铜织构所占比例逐渐减小,《110》//RD织构逐渐增加.     

两种测定难熔单晶晶面偏离角方法的对比

单晶晶面偏离角的测定是单晶生长和加工过程中的重要环节,通过试验比较研究了两种测定难熔单晶晶面偏离角方法的优缺点。结果表明:在试样高速旋转同时对试样进行固定2θ角扫描的θ扫描方法,能够快速准确地测定出偏离角,测定效率高,完全可以满足现阶段单晶生产过程中对晶面偏离角测定的要求。而另一种方法是由(ω,φ)二维数据确定出晶面偏离角和晶面方位,但该方法测试时间过长,效率低下。     

取向硅钢超大高斯晶粒取向偏离角的X射线衍射测量

介绍了一种适用于超大晶粒取向硅钢的高斯晶粒取向偏离角的X射线衍射测量方法，提出了将试探法和探测器扫描法相结合的方式进行测量。结果表明：该方法可以同时获得准确的实际衍射角度和取向偏离角度，试样制备方式简单，对设备的要求低且测量结果准确。     

取向硅钢易磁化方向对轧向偏离角α和β的测定方法

利用X射线衍射的方法测定取向硅钢易磁化方向[001]晶向对轧制方向(RD)的偏离角α和β。通过测定(110)晶面在轧面内的转动角度,以及其对轧面的倾斜角度,并根据晶体结构中(110)晶面与[001]晶向的关系,得到[001]晶向相对于轧向的偏离角α和β。对某取向硅钢中的4个晶粒的α和β角进行了测定,并提出了计算α和β角平均值的方法。     

镍基单晶高温合金晶体取向的选择及其控制

镍基单晶高温合金是航空发动机和燃气轮机叶片的重要材料,该合金具有<001>的择优取向。回顾了镍基单晶高温合金晶体取向与单晶铸件高温力学性能的关系,不同取向单晶的高温拉伸性能、抗蠕变、低周疲劳等性能均明显不同。<001>方向具有较高的综合力学性能。结合作者在本领域的研究,发现不同取向的枝晶生长规律不同,<011>取向的枝晶在纵截面上枝晶干呈"V"或"W"形状,横截面上枝晶干呈直线排列,同时不同取向的枝晶间距和溶质元素偏析程度不同。总结了选晶过程中引晶段和螺旋段在单晶制备中的作用,晶体取向决定于引晶段的选晶效果,螺旋段的主要作用为确保获得单一的晶粒;分析了籽晶法单晶制备过程中晶体取向对晶体生长的影响及造成取向偏离的一些因素。展望了镍基单晶高温合金晶体取向的研究发展方向。     

低温高磁感取向硅钢高温退火过程织构及析出物的演变行为

对低温法生产的以AlN为主抑制剂的Hi-B取向硅钢高温退火过程进行了中断实验,借助EBSD及TEM技术对高温退火连续升温过程中织构与析出物的演变进行了研究。实验结果表明,800℃时ODF图出现高斯织构组分,但强度很弱,高斯晶粒偏离角在10°以上;950~1000℃时高斯晶粒异常长大,偏离角3~6°;高温退火过程析出物主要有球形、规则立方形及不规则多面体形3种形貌,由于渗N的影响,Zener因子先增大再减小,并且析出物在高斯晶界前沿优先粗化。     

超流氦蒸发焓计算方法的对比分析

为准确计算超流氦蒸发焓,比较了Watson方程、WVK方程、FL方程、TS方程、H.W.Xiang方程以及Somayajulu方程的适用性,并对系统参数作了回归分析.结果表明,Watson方程、FL方程、6参数TS方程、H.W.Xiang方程和Somayajulu方程具有较高的计算精度.     

丙烯腈共聚物低温热解反应动力学

用红外光谱分析法和热重法研究了丙烯腈(AN)共聚物在空气中的低温(350℃以下)热解反应，讨论了热解温度、时间、共聚单体N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和衣糠酸(IA)对共聚物热解反应速率的影响。结果表明，当温度升到160℃以上时，共聚物开始发生热解反应，在180℃～220℃之间，热解速率最大；在180℃时，AN与N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)共聚物最初约有15min的诱导期。当头聚物中共聚单体NVP的质量分数小于11％时，随NVP浓度增加，热解速率加快；超过11％后，热解速率基本相等。     

ABS树脂接枝马来酸酐的研究

以过氧化二异丙苯为引发剂，采用单螺杆挤出方法实现了ＡＢＳ树脂接枝马来酸酐。经红外光谱，以及流变、动态力学和拉伸性能测试等对产物表征表明，马来酸酐接枝到ＡＢＳ树脂上的量可控制在０．５％到２．５％，产物基本保持了ＡＢＳ的物理力学特性。     

ASTM显微组织的带状或方向性程度评定标准简介

介绍了ASTM E1268—2001标准对显微组织的带状或方向性程度的评定方法——定性和定量描述。     

数值模拟通气角度对超空泡形态特性影响分析

基于混合网格,运用N-S方程及k-ε湍流模型对均质超空泡流场求解。应用全空泡模型对在后体角度<通气角度α≤90o变化范围的通气超空泡进行模拟。仿真结果与实验结果二者变化规律相一致,即仅改变通气角度其余仿真条件相同的条件下超空泡长度随着通气角度的增加而减小,超空泡最大直径变化与其相反。     

合成纤维素高级脂肪酸酯的研究进展

纤维素高级脂肪酸酯作为一类新型的生物塑料，与传统材料相比，优点突出，具有广阔的应用前景，文中综述了纤维素酯化前提高纤维素可及度和反应性能的各种物理和化学的预处理技术及其发展，阐述了国外合成纤维素高级脂肪酸脂的研究进展。     

PLA单体--丙交酯合成方法的研究进展

只有高分子量聚乳酸才能满足组织工程对其强度及其它性能的要求，而丙交酯是制备高分子量聚乳酸的重要原料，其纯度和成本的高低决定了高分子量聚乳酸的质量和价格，20世纪70年代以来，在提高丙交酯的产率，纯度，降低丙交酯的成本方面做了大量的工作，并取得一定的进展，文中综述了制备丙交酯的各种方法和工艺，并讨论了各自的优缺点，提出了制备丙交酯和高分子量聚乳酸的可能发展方向。     

EXOELECTRON MEASUREMENTS OF THE RATE OF DEVELOPMENT OF FATIGUE

Abstract— The development of fatigue damage in metals can be detected and assessed by means of exoelectron emission. The surface of the fatigue specimen is scanned by a focused u.v. laser beam, and the distribution of exoelectron emission identifies the localized regions where fatigue damage has accumulated. The onset of damage is detected after only 1% of the fatigue life, and the intensity of exoelectron emission is a measure of the severity of the damage and can be used to predict the fatigue life.     

回转曲面近似展开的数学模型

通过对不可展回转曲面近似展开方法的研究,得到了回转曲面近似展开,精度分析和误差矫正的数学模型。在回转曲面构件的金属加工中,该模型可作为展开样板计算机辅助设计与 基本算法。