GH742合金中γ′相粗化动力学研究

采用场发射扫描电镜观察和定量金相分析等方法，研究了GH742合金在900，950，1050℃时效时，基体中γ′相的粗化规律。结果表明：合金在一定温度时效时，基体中初期析出的高密度细小γ′相随时效时间延长逐渐长大为低密度粗大γ′相，即发生Ostwald熟化；在1050℃时效2880min后γ′相形貌出现方化并沿一定方向排列；合金在时效过程中γ′相长大规律符合传统的LSW理论，并且随时效温度增高，γ′相粗化速率增加；用作图法得出了GH742合金中γ′相粗化激活能为（289．53±1．48）kJ／mol，这同Al，Ti等元素在Ni中的扩散激活能相当，说明GH742合金中γ′相的长大粗化主要由Al，Ti等元素在Ni基体中的扩散所控制。     

激光立体成形GH4169高温合金γ″相的高温粗化行为

采用激光立体成形技术制备GH4169高温合金块体,对其在720~780℃温度区间进行不同保温时间的双级时效处理,采用微观测试分析方法对高温短时时效处理后γ″相的形态、尺寸变化及粗化动力学行为进行研究。结果表明:激光立体成形GH4169合金在不同保温时间双级时效条件下,γ″相形态基本为圆盘形;和保温时间相比,时效温度对γ″相的影响更为显著;γ″相的粗化规律符合Lifshitz-Slyozov-Wagner(LSW)理论,计算获得γ″的粗化激活能Q=281.85kJ/mol,较锻造GH4169合金的γ″粗化激活能略高,表明激光立体成形GH4169合金的组织稳定性优于锻态。     

Fe-38Ni-13Co-4.7Nb合金中的γ'相长大及分布规律研究

研究了Ｆｅ－３８Ｎｉ－１３Ｃｏ－４．７Ｎｂ合金中γ'相长大及分布规律。结果表明,该合金的ｒ１相不稳定,易聚集长大,其平均尺寸增长遵循时间的立方根规律,在７２０℃和６５０℃的长大速率分别为０．１０ｕｍ３／ｓ和４．２６×１０－３ｎｍ３／ｓ。γ'相的大小分布符合ＬＳＥＭ规律。其长大扩散激活能为２４２．１５ｋＪ／ｍｏｌ。Ａｌ元素的缺乏是导致γ'相不稳定的原因。     

Re对单晶高温合金蠕变过程中γ'相定向粗化的影响

通过对三种Re含量不同的单晶高温合金1100℃/140MPa蠕变实验及组织分析,研究了Re对单晶高温合金蠕变过程中γ'相定向粗化的影响.结果表明,在单晶高温合金蠕变过程中,Re促进形成完整、细密、连续的γ'筏排组织,降低合金元素扩散速率,延缓γ通道厚度的增加,降低γ'相体积分数的减小速率,从而稳定了对合金高温强度起重要作用的γ'相,使γ'相的强化作用持续较长时间.     

高性能镍基粉末高温合金中γ′相形态致锯齿晶界形成机理研究

采用光学显微镜、场发射扫描电子显微镜和透射电子显微镜,系统研究了低错配度的第三代高性能粉末高温合金(FGH98I)在热处理条件下由合金晶界上γ′相不同析出行为造成的锯齿晶界。结果表明:在晶界上析出γ′相形态不同是锯齿晶界形成的主导因素。热处理时固溶冷却速率不同,晶界上析出的γ′相数量、尺寸和形态不同,对晶界锯齿形状有强烈影响。当冷却速率由0.1℃/s增大至10.8℃/s时,晶界锯齿振幅由4.02μm变为0.63μm,锯齿的波长则随冷却速率增大而变大。γ′相形态失稳的不同形状和尺寸是造成晶界锯齿振幅大小的主要因素。晶界两侧分布着不同密度的γ′相颗粒,也可使晶界发生位移形成波浪式小振幅锯齿晶界。根据实验结果,提出了有关锯齿晶界的形成模式。     

GH742中γ′相和γ基体成分随时效时间和温度的变化规律研究

利用透射电镜能谱法(TEM-EDX)研究了GH742合金中γ′和γ基体两相成分随温度和时效时间的变化规律.结果表明:合金在1050℃时效时,γ′相和γ基体的成分在时效初期变化较大,当时效时间超过1440min后,γ′相和γ基体的成份基本稳定.合金在750～1100℃时效时,γ′相和γ基体的成分均随着温度的升高而发生变化,其中γ基体的成分随温度变化较明显.合金中各元素在γ′和γ两相中的偏析率Cγ′/ Cγ变化规律研究表明:Ti,Al,Nb,Ni等γ′形成元素的偏析率均随着时效温度的升高而降低,而Cr,Co,Mo等γ形成元素的偏析率均随着时效温度的升高而增大.     

均匀化和均匀化后处理对GH742合金γ′相的影响

采用电子探针(EPMA)对GH742铸锭未经任何处理和均匀化后两种状态下的主要合金元素做了定量分析,并使用SEM扫描电镜对GH742铸锭三种不同状态下γ′相作了比较.结果表明:铸锭原始态存在偏析,γ′相在枝晶间和枝晶干处形状、尺寸差别较大,总体上尺寸较小;经均匀化后无粗大γ′相存在;均匀化后特殊处理部分γ′相尺寸增大,热加工塑性有明显提高.     

Re对单晶高温合金蠕变过程中γ′相定向粗化的影响

通过对三种Re含量不同的单晶高温合金1100℃／140MPa蠕变实验及组织分析，研究了Re对单晶高温合金蠕变过程中γ′相定向粗化的影响。结果表明，在单晶高温合金蠕变过程中，Re促进形成完整、细密、连续的γ′筏排组织，降低合金元素扩散速率，延缓γ通道厚度的增加，降低γ′相体积分数的减小速率，从而稳定了对合金高温强度起重要作用的γ′相，使γ′相的强化作用持续较长时间。     

镍含量对Co-8.8Al-9.8W合金中γ′相高温粗化的影响

为了研究镍含量对Co-Al-W高温合金中γ′强化相高温粗化的影响,采用场发射SEM观察、图像分析等方法对不同镍含量(5%、15%、25%、35%(原子分数))Co-8.8Al-9.8W基高温合金在1 000℃下经5h、10h、15h和25h时效处理后,合金中γ′相形貌的演变及粗化行为进行研究。结果表明,延长时效时间,γ′相快速长大,体积分数逐渐减小。当Ni含量为5%和15%时,时效时间为10h,γ′相基本溶解消失;当Ni含量为25%和35%时,γ′相形貌随着时效时间的延长从最初的立方状转变为不规则形状,最后趋于圆球状,γ′相尺寸也随之增加。此时,γ′相的粗化行为符合LSW粗化理论。25Ni合金的粗化速率明显高于35Ni合金的粗化速率。     

GH37合金中γ‘相的变化及其影响

本文根据ＧＨ３７合金涡轮叶片延寿研究工作中的结果，讨论了γ＇相的尺寸、数量、稳定性、形状、化学组成以及它们对合金的性能和组织的影响，提出了使用叶片恢复热处理等调整途径。     

Re对单晶高温合金蠕变过程中γ′相定向粗化的影响EI北大核心

通过对三种Re含量不同的单晶高温合金1100℃/140MPa蠕变实验及组织分析,研究了Re对单晶高温合金蠕变过程中γ′相定向粗化的影响。结果表明,在单晶高温合金蠕变过程中,Re促进形成完整、细密、连续的γ′筏排组织,降低合金元素扩散速率,延缓γ通道厚度的增加,降低γ′相体积分数的减小速率,从而稳定了对合金高温强度起重要作用的γ′相,使γ′相的强化作用持续较长时间。     

GH742合金高温塑性的研究

通过对ＧＨ７４２合金双真空冶炼φ２５０ｍｍ自耗锭铸态材料的高温拉伸试验和合金的加工再结晶图，固溶再结晶图绘制，找出合金热加工塑性的规律，成功地生产出了ＧＨ７４２合金φ１８０ｍｍ×１０５ｍｍ的圆饼。     

FeNiCrWMoTi合金中γ′数量和尺寸及其强硬化效应

研究了Fe-28Ni-13Cr-1W-1.5Mo-2Ti-0.5Nb-0.2Al高温合金不同时效状态下γ′相的数量和尺寸对强硬化效应的影响。在16h时效条件下，随时效温度升高（在650-730℃），由于γ′粒子尺寸增大速率较小（从7-14nm)，其数量显著增多，因而合金的硬化效应增大；温度在730-760℃时，在位错的Orowan绕过机制启动之前，虽然γ′相数量随时效温度升高继续增多，但由于尺寸显著增大，合金的硬化效应明显降低。在位错以切割方式通过γ′粒子的尺寸范围内，沉淀出精细粒子的合金状态比析出相同数量粗大γ′粒子的合金状态具有更高的室温硬化效应。     

镍基粉末高温合金中γ′相溶解行为与动力学研究进展

为了满足航空发动机高性能、高热效率的要求,镍基粉末高温合金的合金化程度越来越高,导致合金变形抗力大,热塑性差,热加工窗口窄,从而制约了合金的制备与应用。合金中高体积分数的γ′相在热加工过程中起到组织调控的作用,热加工过程中γ′相的演变影响着合金的热变形行为和热加工性能。了解热加工过程中γ′相的演变规律对调控合金组织和优化热加工工艺具有重要意义。本文以镍基粉末高温合金热加工过程中γ′相的溶解为讨论对象,综述了近年来γ′相的溶解行为及其影响因素、预测模型相关研究工作。目前高体积分数多颗粒体系析出相的溶解机理还不清楚,γ′相溶解过程中是否存在分裂和团聚等行为及其影响机理、热变形过程中位错与γ′相之间的相互作用机理、γ′相溶解动力学等有待进一步研究。     

GH199合金短期时效行为的研究

采用透射电镜(TEM)、布氏硬度实验研究GH199合金在650～1000℃温度区间内1～24h的短期时效行为.结果表明:在时效过程中γ'相形态经历椭圆形→球形→方形的转变,随着时效时间的延长γ'相尺寸逐渐增加;在700～800℃温度范围内进行时效处理,随着时效时间的延长合金硬度迅速增加而后逐渐趋于恒定,而在850～1000℃温度范围内时效时,随着时效时间的延长合金硬度迅速增加而后逐渐下降;合金在800℃时效时,合金硬度达到最大值HB388,且随着时效温度的升高,合金达到峰值硬度所需时间由8h缩短为2h.     

均匀化过程中铸态GH742合金的组织转变

铸态GH742合金中存在复杂的第二相组织和严重的枝晶偏析,Nb、Ti大量富集于枝晶间和MC碳化物、Laves相、δ相、(γ γ′)等析出相中.本文确定了γ基体的熔化温度为1160℃,并通过不同的均匀化处理确定了γ′相、(γ γ′)共晶、MC碳化物、Laves相、δ相、Ni_5Ce相及含氧硫稀土相等析出相的溶解温度.由于稀土相在1120℃发生熔化,提出一种GH742合金低温预处理加高温扩散的二次均匀化制度来扩大其均匀化温度区间,提高扩散退火温度,从而获得均一的组织.元素扩散计算结果表明,提高均匀化温度可以提高元素的扩散系数;Nb的偏析系数比Ti的小得多,达到完全均匀化需要很长的时间.     

FeNiCrWMoTi合金中γ'数量和尺寸及其强硬化效应

研究了Fe-28Ni-13Cr-1W-1.5Mo-2Ti-0.5Nb-0.2Al高温合金不同时效状态下γ'相的数量和尺寸对强硬化效应的影响.在16h时效条件下,随时效温度升高(在650～730℃),由于γ'粒子尺寸增大速率较小(从7～14nm),其数量显著增多,因而合金的硬化效应增大;温度在730～760℃时,在位错的Orowan绕过机制启动之前,虽然γ′相数量随时效温度升高继续增多,但由于尺寸显著增大,合金的硬化效应明显降低.在位错以切割方式通过γ′粒子的尺寸范围内,沉淀出精细γ′粒子的合金状态比析出相同数量粗大γ′粒子的合金状态具有更高的室温硬化效应.     

定向凝固A1-Bi偏晶合金中第二相的粗化行为

为了获得第二相弥散分布的偏晶合金,在定向凝固条件下,对Al-Bi偏晶合金的凝固行为进行了研究,考察了第二相体积分数对凝固组织的影响,并对第二相粒子的粗化因素进行了分析.研究结果表明:用定向凝固方法可以制得具有弥散第二相分布的偏晶系Al-Bi合金;在一定的生长条件下,第二相粒子的半径随体积分数的增大而增大;第二相体积分数以及熔体中存在的Stokes流和Marangoni对流是引起第二相粒子粗化的主要因素.     

FeNiCr WMoTi合金中γ′数量和尺寸及其强硬化效应

研究了Fe 2 8Ni 13Cr 1W 1.5Mo 2Ti 0 .5Nb 0 .2Al高温合金不同时效状态下γ′相的数量和尺寸对强硬化效应的影响。在 16h时效条件下 ,随时效温度升高 (在 6 5 0～ 730℃ ) ,由于γ′粒子尺寸增大速率较小 (从 7～ 14nm ) ,其数量显著增多 ,因而合金的硬化效应增大 ;温度在 730～76 0℃时 ,在位错的Orowan绕过机制启动之前 ,虽然γ′相数量随时效温度升高继续增多 ,但由于尺寸显著增大 ,合金的硬化效应明显降低。在位错以切割方式通过γ′粒子的尺寸范围内 ,沉淀出精细γ′粒子的合金状态比析出相同数量粗大γ′粒子的合金状态具有更高的室温硬化效应     

纳米相复合合金中相的长大动力学

综述了近年来纳米相复合合金中相的长大动力学的研究进展,简述了单相体系中晶粒长大的动力学理论,着重介绍了纳米相复合合金中小体积分数相和基体相长大的动力学理论。对纳米相复合合金而言,其小体积分数相的长大满足经典的Ostwald熟化理论——LSW理论,而基体相的长大规律有待进一步研究。