700 ℃超超临界锅炉材料GH4700合金铸态组织及 均匀化工艺

对经过真空感应熔炼和保护气氛电渣重熔的镍基合金GH4700铸锭进行研究,分析了其枝晶形貌、元素偏析和析出相特点,运用残余偏析指数理论和扩散动力学软件计算了均匀化动力学曲线并提出5种均匀化制度,通过对不同均匀化工艺结果的分析和热压缩模拟实验验证,确定了GH4700的均匀化制度.结果表明:GH4700合金电渣锭主要存在Nb、Ti元素偏析,电渣锭析出相为γ、γ’、Laves相和一次碳化物MC.经过1170℃/48 h均匀化热处理后,合金元素偏析基本消失、有害析出相Laves回溶且具有较好的热加工塑性.     

钛等离子渗氧研究

为了提高钛表面硬度和耐磨性,采用辉光放电等离子渗氧技术对钛进行表面处理．结果表明,渗氧层厚度与氧分压、温度和时间呈明显的对应关系．特别是,在空心阴极辉光放电条件下,离子轰击会加强氧的离子化,促进渗氧,有助于低价态氧化物的形成．在表层所形成的TiO其硬度达到或接近TiN的硬度水平．     

新型718合金680℃力学性能与长时时效组织变化

利用SEM和TEM研究了一种新型718合金在680℃长期时效至1000h后的组织变化.结果表明:标准合金的主要强化相为γ″,而新合金的主要强化相中除γ″外,γ'的质量分数大幅度增加,呈现出特殊的包覆组织形貌;在长时时效过程中,新型合金具有良好的组织稳定性.新型合金与标准合金的晶界δ相形貌也不尽相同,新合金中为均匀的短棒状或颗粒状,标准合金中为针状或板条状.两种合金的室温和680℃拉伸性能无显著差别,但新型合金的持久和蠕变性能远优于标准合金.与标准合金相比,新合金在680℃具有良好的力学性能与组织稳定性.     

拉伸载荷下镍基粉末高温合金中夹杂物行为

采用扫描电镜原位拉伸方法,跟踪观察了人工植入Al₂O₃夹杂物的镍基粉末高温合金P/MRene95中夹杂物导致裂纹萌生、扩展乃至断裂的过程.结果表明,在单轴拉伸载荷下,裂纹首先萌生于脆性非金属夹杂物Al₂O₃处,大于一定尺寸的夹杂物,还会使该裂纹扩展成为导致合金断裂的主裂纹,从而大大降低合金的屈服强度及断裂强度.     

一种铁基高温合金的周期蠕变

对GH132合金的周期蠕变研究指出,该合金在周期蠕变条件下其变形规律是复杂的,除了弹性应变,塑性应变外,还有滞弹性应变。这种变形规律的特征随周期应力卸载条件下最小应力的大小而变化。在高的最小应力条件下,可以表现为合金以不同的应变速率分别在高、低应力下交替地进行。     

两种铁基和镍基高温合金在复杂应力条件下的蠕变及断裂

本文研究了一种铁基合金GH₁₃₂在650℃和一种镍基GH₃₃A合金在750℃的纯蠕变及复杂应力条件下的蠕变及断裂。提出无论是低强度高塑性的GH₁₃₂合金还是高强度低塑性的GH₃₃A合金在蠕变——疲劳交互作用的复杂应力条件下都将会不同程度地导致材料的弱化而引起过早的断裂。而且这种弱化随应力的升高而加剧。在固定平均应力条件下叠加一个交变应力的动态蠕变与恒定应力的静态蠕变相比较将促使断裂寿命降低。此乃是叠加疲劳促进蠕变断裂的结果。交变应力振幅较小时,对稳态蠕变速率影响不大,控制蠕变第Ⅱ阶段的主要因素是平均应力,但交变应力的振幅较大时将使稳态蠕变速率大大增加。复合交变应力能促进蠕变第Ⅲ阶段的过早来临和试样的过早断裂。     

GH132合金疲劳蠕变交互作用下裂纹扩展速率研究

通过对650℃、不同应力条件下GH132合金的裂纹扩展速率的测定结果表明:
（1）由于GH132合金的蠕变与疲劳裂纹的扩展机构不同,使得前者有更大的环境敏感性。
（2）在疲劳蠕变交互作用条件下,裂纹的扩展过程受K_max及ΔK共同控制(K_eq=K_max+αΔK)。通常的ΔK描述法已不能全面解释裂纹扩展速率与寿命之间的对应关系。     

GH132合金盘材缺口对疲劳及蠕变/疲劳交互作用下的力学性能的影响

GH₁₃₂合金虽不具有持久缺口敏感性,但仍存在着低周疲劳的缺口敏感。蠕变/疲劳交互作用的断裂寿命曲线,无论是光滑还是缺口都具有一个最大值的\     

25Ni-15Cr-2Ti-Al型铁基合金中的硅和G相

在25Ni-15Cr-2Ti-Al型铁基高温合金中,硅含量的提高不仅影响合金的持久性能及高温拉伸性能,特别使室温冲击性能强烈降低。
当合金中硅含量超过0.3%时,将形成Ni₁₃Ti₅Si₇型的G相,硅含量的继续提高,会使合金的有效强化相γ'的析出量降低,并在长时时效过程中促成σ相的形成,进一步导致合金的室温脆化。     

堆垛层错能与反应力蠕变理论在第二相强化高温合金中的应用

在第二相强化的多元高温合金稳态蠕交速率方程的基础上,考虑了堆垛层错能与反应力蠕变理论,进而提出了一个新的稳态蠕变速率普遍式:
$\\mathop {\\rm{\\varepsilon }}\\limits^{\\rm{\\cdot}} {\\rm{s}}={\\rm{A}}'{(rs)^{{\\rm{no}}}}{[\\frac{{\\sigma -{\\sigma _{\\rm{p}}}}}{{{\\rm{E}}({\\rm{T}})}}]^{{\\rm{no}}}}\\exp (-\\frac{{\\rm{Q}}}{{{\\rm{RT}}}})$
根据对Ni-Co二元合金,γ'相强化和氧化物弥散强化的镍基高温合金、以及γ'相含量不高不同含Co量的镍基高温合金(Waspaloy)和高γ'相含量的不同含Co量的镍基高温合金(Udimet 700)的蠕变进行验证,说明作者提出的稳态蠕变速率方程是可行的。