镍基单晶合金枝晶型区域相成分最优化测算法

建立了用测算镍基单晶高温合金枝晶典型区域相成分的最优化数学模型，根据电子探针对枝晶典型区域成分的测定结果，运用BFGS拟Newton法及CONSTR约束优化算法，可以计算枝晶各典型区域中γ和γ′相成分，以镍基单晶合金CMSX－2和CMSX－4为对象，对优化测算结果进行了分析，证实了该方法的可行性。     

Ni基单晶高温合金原树枝状晶结构典型区域γ和γ′相成分的测算

导出了高温合金γ和γ′相的元素分配比和分配系数,以CMSX-2合金为研究对象,用EDAX区域扫描测得热处理后未变形试样和经持久变形至断裂试样原树枝状晶三个典型区域（枝晶干、枝晶臂和枝晶间）的成分,使用分配系数法计算了各区域中γ和γ′相的成分,分析了各区成分分布的特点及其与合金持久寿命的对应关系。     

镍基单晶高温合金CMSX—2原始树枝状晶中γ相的定向粗化

在７６０－１０５０℃和７５０－１４０ＭＰａ范围内，选择不同温度和应力的配合对ＣＭＳＸ－２合金进行持久拉伸至断裂，观察了试件原始树枝状晶区域（枝晶干、枝晶屑及枝晶间）中γ相的定向粗化及合金元素的分布特征。结果表明，γ的定相经程度在枝晶干内最大，在枝晶内次之，在枝晶间最小，在所有这些区域中，试验温度较高者的暄向粗化程度较大；各试件在持久试验后，γ形成元素Ｗ，Ｃｒ和Ｃｏ，γ形成元素Ａ１和Ｔａ，在原始支状     

DD8镍基高温合金单晶制备中的杂晶长大机制

研究了ＤＤ８镍基高温合金单晶制备中择优生长晶向偏离热流杂晶的长大机制。实验结果表明：在一定条件下择优生长晶向偏离热流方向的晶粒能够淘汰择优生长晶向平行于热流方向的晶粒。研究表明,镍基高温合金单晶制备中的晶粒淘汰并不取决于择优生长晶向与热流方向平行,而是晶粒枝晶的三维相对位置,这很好地解释了高温合金单晶制备时经常发生的预定晶向之外的杂晶长大现象。     

Ni基单晶高温合金原树枝状晶结构典型区域γ和γ'相成分的测算

导出了高温合金γ和γ＇相的元素分配比和分配系数以 ＣＭＳＸ－２合金为研究对象,用 ＥＤＡＸ区域扫描测得热处理后未变形试样和经持久变形至断裂试样原树枝状晶三个典型区域（枝晶干、枝晶臂和枝晶间）的成分,使用分配系数法计算了各区域中γ和γ＇相的成分．分析了各区相成分分布的特点及其与合金持久寿命的对应关系     

一种镍基单晶高温合金的高温度梯度定向凝固组织及枝晶偏析

采用双区加热和液态金属冷却法 (LMC) 相结合, 对一种含4%Re (质量分数) 的镍基单晶高温合金进行了高温度梯度定向凝固. 结果表明: 与传统的“ 高速凝固法 (HRS) ” (温度梯度G=20-40 K/cm, 抽拉速率V=50-100 μm/s, 一次枝晶间距 λ₁=200-400 μm)相比, 该技术可以显著提高凝固界面前沿的温度梯度 (G=238 K/cm) 和抽拉速率 (V=500 μm/s). 随着抽拉速率的提高, 凝固界面形态呈现出平面、胞状、粗大枝晶和细枝晶形态, 一次枝晶间距不断减小, 通过固态相变析出的γ' 强化相也被显著细化, 当G=238 K/cm, V=500 μm/s时, λ₁和枝晶干γ' 相平均尺寸分别减小到61.3和0.04 μm. 电子探针测定表明, 随着抽拉速率的提高, 枝晶偏析呈现先增大后减小的趋势. 这是高温度梯度条件下, 固相反扩散作用强烈影响元素在枝晶中分布的结果.     

《001》和《011》取向DD407单晶高温合金枝晶间距和微观偏析

采用液态金属冷却(LMC)高温度梯度定向凝固炉制备<001>和<011>取向的DD407单晶高温合金,研究了晶体取向对枝晶间距和微观偏析的影响.结果表明,晶体取向对单晶高温合金的枝晶间距和微观偏析有明显的影响.枝晶间距随着<001>取向偏差角的增加而增加,但随<011>取向偏差角的增加而减小,且<011>取向的枝晶间距...     

直流电场对一种镍基单晶高温合金力学性能的影响

采用电场凝固技术在自制电场定向凝固装置上进行电场单晶生长，研究了直流电场对一种镍基单晶高温合金室温拉伸性能和高温持久性能的影响．结果表明，随着电流密度增大，合金的室温屈服强度明显提高，但抗拉强度无明显改善，且塑性降低；在980℃和221MPa条件下，高温持久时间显著延长，持久塑性得到改善．利用扫描电镜和电子探针对该合金的凝固组织、合金成分分布和断口形貌进行了分析．结果表明，直流电场引起枝晶间距及γ′相尺寸减小、成分偏析减轻，共晶和亚晶界减少．直流电场作用导致的γ′相尺寸减小及成分偏析减轻导致的γ／γ′错配度变化，对合金的屈服强度和高温持久性能的提高有贡献．     

镍基单晶合金的厚度效应

考察了镍基单晶合金ＤＤ３板试样在厚度为０．５，１．０，２．０ｍｍ、晶体取向为［００１］，［０１１］，［１１１］和［１１２］以及试验温度为１０００，９５０，８５０和７６０℃下的变形和破坏规律。宏观结果表明，厚度效应表现出与温度的相关性：１０００℃时，试样越薄，屈服强度越高；９５０℃以下，试样越厚，屈服强度越高。ＳＥＭ细观断口形貌分析表明，除１０００℃［００１］取向试样断口表现出韧窝断裂模式外，其余试     

一种柱状晶辅助选晶制备镍基单晶高温合金的方法

提出了一种采用柱状晶辅助选晶的制备镍基单晶高温合金的方法。采用金相显微镜和电子背散射衍射（EBSD）等方法表征了单晶制备过程中显微组织及晶体取向。结果表明:柱状晶部分熔化,柱状晶边缘回熔界面附近形成大量杂晶,但只有<001>方向偏离定向凝固方向较小的晶粒能够长大。采用柱状晶选晶的方法能够在螺旋选晶器出口处获得<001>方向偏离定向凝固方向小于8°的单晶铸件。     

An Optimization Method For Estimating Phase Compositions And Amounts In Two—Phase Nickel Base Superalloys

根据已知镍基合金成分和γ′相成分，运用分层宽容多目标优化法，分别计算了γ相成分及γ′相含量．优化测算过程的实现是通过建立使杠杆定律等式两端数值差最小和两相共格错配度最小的目标函数，并通过设置γ′相含量和基体相成分取值范围的约束条件而实现的．验证了该方法的可行性和准确性．     

Ni基单晶高温合金CMSX—2树枝晶结构错配度变化的测算

用元素分配比计算了CMSX－2合金树枝状晶各典型区域（枝晶、枝晶臂及枝晶间）γ和γ′的相成分，用Wantanabe公式求得相应区域γ和γ′的点阵常数，由此算得各区域所对应的室温错配度，用Link关于温度与应力综合作用对错配度影响的公式计算了持久变形过程的错配度。解释了该合金在室温无外应力至高温＋外应力作用时错配度符号及大小的变化，枝晶各区域错配度的变化与各区域分的变化和各区、各相中Ta／W比以及显微硬度（HV）的变化有显著对应,支晶各区域成分变化引起的错配度及其速率的变化幅度直接影响试样的持久寿命。     

镍基单晶高温合金CMSX—2持久拉伸的显微组织形态及力学行为

在７６０－１０５０℃和７８０－１１５ＭＰａ范围内。选择不同温度应力配合进行了持久拉伸实验。研究了温度和应力的变化对试件断裂寿命的影响。以及温度、应力和断裂寿命与共格相特征尺寸（基体相γ水平通道宽度、筏形析出相γ′厚度）和试件延伸率及断面收缩率的关系,结果表明,在各实验条件下,γ′除了进行定向粗化以外,相邻数裂γ′不可沿外应力轴方向发生不同程度的纵向合并,尽管在较高的温度下外应力较低,γ′纵向合并的     

双剪切试样在镍基单晶合金蠕变变形损伤和寿命研究中的应用

在对不同滑移系的双剪切试样进行蠕变实验的基础上，结合单向应力拉伸蠕变实验，并利用晶体滑各向异性蠕变损伤本构模型和有限元程序，对双剪切蠕变试样进行了研究。结果表明，对剪切试样受剪区域的应力状态基本为均匀分布且随蠕变时间变化很小，大部分受剪区域为单滑移系开动，提出的基于蠕变γ′相筏化规律的蠕变损伤本构模型，结合有限元（FEM）分析可以很好地描述双剪切试样的蠕变损伤规律，并可以和单向应力状态的实验结果联系起来，双剪切试样可以用来研究镍基单晶合金蠕变性能的晶体取向相关性，实验表明这种晶体取向相关性与开动滑移系类型及γ′相符代规律相关。     

纳米压痕实验中单晶Cu初始塑性变形的准连续介质模拟

采用准连续介质方法模拟了纳米压痕实验中单晶Cu初始塑性变形过程．采用3种不同宽度的纳米尺度压头,得到了载荷压痕位移关系曲线,确定了3种不同宽度压痕下位错发射的临界载荷．临界载荷的大小与能量理论的预测结果基本一致．通过对压头下方位移场的分析,揭示了加载过程中位错形核的力学特征和微观结构特征;得到了压头下方几何必需位错密度增加的一般规律．定性地分析了卸载过程中位错的运动与湮灭．