一种镍基单晶合金高温蠕变期间的变形特征及元素分布

通过对一种6％Re/5％Ru镍基单晶合金进行高温蠕变性能测试、组织形貌观察及三维原子探针成分分析,研究了合金高温蠕变前后的元素分布及蠕变过程中的变形特征.结果表明,完全热处理后Al和Ta元素主要分布在合金的γ'相中.合金在1120℃/165 MPa条件下蠕变断裂后,元素在γ/γ'两相的分布发生改变,其中,Al、Ta、Cr和Co因为氧化作用导致在γ/γ'两相中的浓度均降低.此外,一部分Re、Ru、W和Mo原子富集于γ/γ'相过渡区域附近的γ基体一侧,可引起晶格畸变,增加位错运动的阻力,延缓位错剪切进入γ'相,是含Re/Ru合金具有较好高温蠕变抗力的原因之一.蠕变后期,切入相的位错可由{111}面交滑移至{100}面形成K-W锁,其保留的高数量K-W位错锁可抑制位错滑移和交滑移,是合金有较好蠕变抗力的原因之一.     

横向预压缩对[001]取向镍基单晶高温合金蠕变性能的影响

通过蠕变性能测试及组织形貌观察,研究了预压缩对一种[001]取向镍基单晶合金蠕变性能的影响。结果表明,[001]取向镍基单晶合金在1040℃/180 MPa条件下沿[100]方向预压缩38 h后,立方??相转化为与[001]取向垂直的P型纤维状筏形组织。合金晶向及预压缩和拉伸蠕变应力轴取向误差是预压缩合金内纤维状??相发生横向连接的原因。合金在预压缩及后续拉伸蠕变过程中??/?相界面能的降低是??相发生组织演化的驱动力。有/无预压缩的[001]取向合金在980℃/200 MPa条件下蠕变至稳态阶段的变形机制为位错在基体通道内的滑移和攀移。相对于未预压缩合金,预压缩后合金的微观组织结构使位错更容易在基体通道中滑移,其对合金沿[001]方向的应变率贡献更大,因此预压缩降低了合金在980℃/200 MPa条件下的蠕变抗力。     

热连轧对GH4169合金蠕变行为的影响

通过对等温锻造和热连轧工艺制备的GH4169合金进行直接时效、蠕变性能测试和组织形貌观察,研究热连轧对GH4169合金组织结构及蠕变行为的影响.结果表明:与等温锻造合金相比,经热连轧后合金的晶粒尺寸较小,在等温锻造期间的变形特征仅为孪晶形变,而合金在热连轧期间除产生孪晶外,在孪晶中还存在位错的双取向滑移;采用不同工艺制备的合金均在{111}面上发生孪晶变形.在蠕变期间,热连轧期间形成的位错可促进孪晶内发生位错的不同取向滑移,减缓应力集中,提高合金蠕变抗力,致使合金在660℃、700 MPa条件下具有较长蠕变寿命.     

固溶温度对FGH95合金组织和持久性能的影响

通过对不同工艺处理FGH95合金进行组织形貌观察及持久性能测试,研究了固溶温度对合金组织与持久性能的影响.结果表明:经热等静压后,合金的组织结构由不同尺寸的γ'相和γ基体所组成;经1140℃较低温度固溶及时效处理后,在颗粒边界区域仍存在较多粗大γ'相和γ'相贫化区,随固溶温度提高,粗大γ'相及γ'相贫化区数量减少.当固溶温度提高到1160℃,合金中粗大γ'相完全溶解,γ'相贫化区消失,且高体积分数细小γ'相在晶内弥散分布,并有粒状MC型碳化合物在晶内及沿晶界不连续析出,可改善晶界的结合强度,使合金在650℃、1034 MPa条件下具有较高的持久强度.在蠕变期间合金的变形机制是位错以Orowan机制饶过γ'相和位错切割γ'相,其中,<110>位错切人γ或γ'相时,可分解形成(1/6)<112>肖克莱不全位错或(1/3)<112>超肖克莱不全位错+层错的位错组态.     

电弧离子镀NiCrAlY涂层对镍基单晶合金热腐蚀行为的影响

采用电弧离子镀技术在镍基单晶合金表面沉积Ni28Cr11Al0.5Y涂层,研究镍基单晶合金及其Ni28Cr11Al0.5Y涂层在900℃的75%Na2SO4+25%K2SO4(质量分数)熔盐中的热腐蚀行为。结果表明:镍基单晶合金受到了严重的热腐蚀,镍基单晶合金内部出现了严重的内硫化和内氧化现象,且内硫化物区域和内氧化物区域出现明显分层结构,与外腐蚀层相邻的区域为内氧化区域,远离外腐蚀层的基体内部形成内硫化区域;而Ni28Cr11Al0.5Y涂层在热腐蚀过程中,表面生成连续的Al2O3氧化膜,且随腐蚀时间延长,Al2O3氧化膜的厚度增大,表现出优良的抗热腐蚀性能。     

MC型碳化物自粉末镍基合金中析出的热力学驱动力

为了分析粉末镍基合金中MC型碳化物的析出行为,利用Miedema二元合金生成热模型,求出过剩Gibbs自由能和正规溶体中两组元的相互作用参数(I_AB),推导出M(Ni)-C溶体中析出MC型碳化物相变驱动力和形核驱动力的表达式,并进一步估算出粉末镍基合金在583 ℃析出MC型碳化物的相变驱动力和形核驱动力.结果表明,在583 ℃,粉末镍基合金中析出TiC、NbC和WC碳化物的相变驱动力分别为-9.77、-11.23和-13.48 J/mol,形核驱动力分别为-80.69、-59.95和-36.01 J/mol.与析出WC碳化物相比,粉末镍基合金中析出TiC和NbC碳化物时具有较大的形核驱动力,是使其在583 ℃优先析出TiC与NbC碳化物的主要原因.