服役后的René N5镍基单晶高温合金燃机涡轮叶片定量表征与评估

对一个服役近26000小时的René N5单晶高温合金燃机高压一级涡轮叶片进行解剖分析,研究了叶片不同部位的组织演化和损伤程度。分析了γ′相的形貌和体积分数,拓扑反转程度,碳化物的形貌和成分。研究结果表明,γ′相的体积分数和拓扑反转程度可以作为服役叶片显微组织损伤的定量表征参数,γ′相的形貌和TCP相的析出可以作为半定量的表征参数。根据以上参数,服役后的燃机涡轮叶片的组织损伤程度可以分为3个等级：轻度损伤,中度损伤和重度损伤。本研究结果为燃机用单晶涡轮叶片的组织损伤评价奠定了基础,并对叶片服役安全具有重要意义。     

镍基高温合金差示扫描量热分析的影响因素研究：升降温速率和取样部位

对定向凝固DZ22镍基高温合金在5~40℃/min不同速率下进行升、降温差示扫描量热分析(DSC)试验,通过线性外推和取平均值的方法确定合金近平衡态的相变温度。对不同取样部位的DZ22合金进行10℃/min下的升、降温DSC曲线的测定。结果表明,(1)DSC试验中的升、降温速率对DZ22合金的相变温度测试结果包括液相线、MC碳化物、固相线、共晶γ′和次生γ′均产生明显影响,其中加热曲线随着升、降温速率的升高向高温方向偏移,冷却曲线则向低温方向偏移,峰的高度随着升、降温速率的升高而增大,但升、降温曲线对应相变温度点平均值趋于一致,接近合金的平衡相变温度。除液相线外,采用升、降温曲线外推法获得的平衡态相变温度存在一定的差异,而取升、降温曲线对应的相变温度平均值较为固定,是确定合金近平衡相变温度的有效方法。(2)取样部位对DSC加热曲线低温段中的γ+γ′共晶和固相线温度产生明显影响,因显微偏析导致的组织差异造成同炉定向凝固试棒的底端和顶端的共晶γ+γ′和固相线温度分别相差17和20℃,而对曲线高温段的液相线和MC碳化物溶解温度影响不大;不同取样部位的合金加热完全熔化后组织趋于一致,再次凝固冷却过程中相变温度也趋于一致,因此DSC冷却曲线基本重合,取样部位对DSC冷却曲线无明显影响。     

定向铸造Ni3Al基合金的IC6的中温蠕变行为

本文测定了ＩＣ６合金在９９３－１０７３Ｋ，７７４－８７４ＭＰａ下的蠕变曲线，利用ＴＥＭ技术观察了蠕变各阶段试样的微观组织，发现不同面上的层错交互作用形成的面角位错控制中温蠕变速率。     

低压脉冲电流下AZ91D镁合金半固态组织形成机理研究

在不同凝固阶段合金的半固态组织和脉冲电流热效应的实验研究基础上,探讨了低压脉冲电流下AZ91D镁合金半固态组织的形成机制。结果表明:在合金的液相线以下开始脉冲放电,二次枝晶臂分离需要较长的时间,一次枝晶臂难以球化;从合金的液相线以上开始脉冲放电,不会析出粗大的枝晶,二次枝晶臂分离比较容易。脉冲电流降低了半固态合金的冷却速度,同时造成了合金熔体强烈的温度起伏;随着脉冲电压的增加,半固态合金的冷却速度逐渐减小,熔体的瞬时平均温升逐渐增加。初始形核率的提高和二次枝晶臂的根部熔断是低压脉冲电流下球状或颗粒状初生α-Mg形成的重要机制。     

燃气轮机隔热板GH22合金的组织和力学性能

采用真空感应熔炼的方法制备GH22母合金,然后真空感应重熔浇注成等轴晶成形试棒,测试其室温拉伸、高温拉伸和持久性能.利用熔模失蜡精密铸造技术生产了重型燃机GH22隔热板铸件,对隔热板不同部位进行了宏观晶粒度、光学金相、扫描电镜及能谱分析.从国产、进口隔热板底板分别取样加工成力学性能试样,进行了室温拉伸、高温拉伸和高温持久性能测试.结果表明:国产GH22母合金的成分和性能满足要求.国产铸件取样试样的宏观晶粒度、室温拉伸、高温拉伸性能与国外铸件相当.国产铸件具有更高的高温持久强度,这主要是由于国产GH22母合金中碳含量更高,合金组织中在枝晶间和晶界处析出更多的碳化物相.     

定向凝固Ni3Al基高温结构材料IC6A合金的研究

利用扫描电镜、透射电镜、电子探针能谱和X射线衍射技术研究了定向凝固Ni3Al基合金IC6A的微观组织,当IC6A合金中的钇含量靠近成分上限时,在IC6A合金的枝晶间区会形成被大块γ′相包围的、由Ni3Y,Mo1.24Ni0.76和γ固溶体相组成的区域。按照航空发动机导向叶片的使用要求,测定了IC6A合金的主要物理性能、1100℃抗循环和静态氧化性能、各种温度下的高温持久性能和蠕变性能、高温热疲劳和高周疲劳性能、各种温度下的瞬时伸性能以及冲击性能。研究结果表明,由于IC6A 金中适量钇的存在,其高温抗氧化性能得到显著提高,其高温持久性能、蠕变性能、冲击性能、高温热疲劳和高周疲劳性能也优于IC6合金的。IC6A合金是一种适用于制作1100℃及其以下温度工作的航空发动机导向叶片的高温结构材料。     

时效温度对K77合金组织和性能的影响EI

研究了不同时效温度对铸造镍基高温合金 K 77的组织和性能的影响 ,结果表明 ,在三种温度时效过程中 ,均发生不同程度的碳化物反应 ,时效温度越高 ,反应越剧烈 ,生成的 M2 3 C6 颗粒及γ′越多。比较三种时效温度下合金的高温持久性能 ,在 76 0℃时效时 ,持久寿命逐渐降低 ,而在 815℃、 870℃时效时 ,持久寿命有所提高 ,这种现象与 M2 3 C6 及 γ′相的共同强化作用有关。     

Interfacial Behavior of Sulfur and Yttrium in Yttrium Modified Ni3Al-Based Alloy IC6 during High Temperature Oxidation Process

Ａｋｉｎｄｏｆｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｌｙｓｏｌｉｄｉｆｉｅｄａｌｌｏｙ,ＩＣ6,ｗｉｔｈｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆＮｉ(75～85)Ａｌ(130～150)Ｍｏ(002～01)Ｂ(%,ｍａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎ)ｈａｓｂｅｅｎｒｅｃｅｎｔｌｙｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｓｏｎｅｏｆｔｈｅｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｍａｔｅｒｉａｌｓｕｓｅｄｆｏｒａｄｖａｎｃｅｄｊｅｔｅｎｇｉｎｅｂｌａｄｅｓａｎｄｖａｎｅｓｏｐｅｒａｔｉｎｇｉｎｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒａｎｇｅｏｆ1050～1150℃[1].Ｔｈｅ…     

涡轮叶片X射线黑白线显示缺陷的工艺控制

涡轮叶片在X射线无损检测时,X射线底片上存在黑白线显示。运用视频显微镜、光学显微镜对叶片黑白线显示部位的表面形貌和显微组织进行了观察分析。结果表明,黑白线显示是由于陶瓷型芯表面错位或微裂纹,使得叶片内腔表面存在具有一定高差的台阶。而陶瓷型芯表面形成错位或微裂纹主要与型芯表面质量和材料高温强度有关。通过控制陶瓷型芯材料纯度和粒度,选择合适的工业氧化铝填料以及加强压芯工艺参数和修芯工艺过程控制,提高型芯表面质量和高温强度,可明显减少甚至消除X射线黑白线显示。     

K439B铸造高温合金800℃长期时效组织与性能演变

对K439B合金开展800℃、3000 h长期时效,研究合金显微组织及力学性能的演变,分析室温拉伸及815℃、379 MPa持久性能的变形机制。结果表明:热处理态K439B合金中的γ’相呈球状,晶界存在MC及M₂₃C₆2种碳化物,而枝晶间仅存在MC碳化物。在800℃长期时效过程中,γ’相的粗化遵循Ostwald熟化机制且形貌趋于立方化,γ′相粗化速率为71.7 nm³/h;晶界和枝晶间MC碳化物发生退化,M₂₃C₆碳化物析出含量逐渐增加。时效3000 h后晶界γ’相与M₂₃C₆碳化物存在■的位向关系。热处理态合金的室温抗拉强度和屈服强度分别为1159.0和911.5 MPa,815℃、379 MPa持久寿命为150.4 h。长期时效后γ’相尺寸增加使得位错的运动方式由以位错在基体中滑移为主向位错切入γ′相为主转变,γ′相中出现了更多的堆垛层错,合金室温拉伸强度和815℃、379 MPa持久寿命均降低。