锆英粉型壳与DD6单晶合金的界面反应

采用扫描电镜、能谱分析等手段研究了DD6单晶合金与锆英粉型壳的界面反应。结果表明,DD6高温合金与锆英粉型壳的界面反应产物为Al_2O_3、HfO_2、Nb/Ta氧化物和单质Si。由于锆英粉的主成分ZrSiO_4高温易分解,界面反应有局部加剧的趋势,反应产物粘附在型壳表面,导致界面处型壳侧生成5~8μm厚的Al_2O_3层,合金表面出现缺陷坑。通过分析"Al元素氧化-ZrSiO_4分解-低熔点富Si液相形成-Al_2O_3颗粒析出"的反应过程,建立了"反应坑"型的界面反应模型。     

LaPO_4涂层对C纤维增强SiBCN陶瓷基复合材料性能的影响

使用水热法在二维编织的连续C纤维(Cf)表面沉积一种新型的LaPO_4涂层,并通过树脂转移模塑(RTM)和聚合物浸渍裂解(PIP)工艺制备Cf/LaPO_4/SiBCN陶瓷基复合材料(CMCs)。经微观组织表征,纤维束表面较为均匀地沉积了一层厚度约500nm的LaPO_4涂层,且涂层在高温裂解过程中并未和纤维及基体发生明显的化学反应及元素迁移。同时制备Cf/SiBCN,Cf/PyC/SiBCN和Cf/BN/SiBCN复合材料,与Cf/LaPO_4/SiBCN复合材料在抗弯强度、断裂韧度及抗氧化性能等方面进行对比。结果表明:制备所得Cf/LaPO_4/SiBCN复合材料相对其他材料的断裂韧度提升了30%以上;在1350℃/50h长时氧化过程中质量损失最小、纤维几乎完整保留,抗氧化性能明显提升。综上,LaPO_4涂层相比上述其他涂层进一步增强了C纤维增强的SiBCN陶瓷基复合材料在高温下的综合性能,提升了材料的高温应用潜力。     

变形高温合金纯净熔炼设备及工艺研究进展

本文试图对国内外近年来变形高温合金纯净设备及其熔炼技术的发展情况进行综述。文章总结了变形高温合金中夹杂物的分类方法,调研了国内外变形高温合金熔炼设备生产厂家,分析了真空感应熔炼炉、电渣炉、真空自耗炉的设备特点与技术,归纳了国内外变形高温合金真空感应熔炼、真空感应熔炼+保护气氛电渣重熔、真空感应熔炼+真空自耗重熔、真空感应熔炼+保护气氛电渣重熔+真空自耗重熔四类工艺的研究进展。最后提出了提升我国变形高温合金冶金质量与性能的一些建议。     

两种型壳温度对DD9单晶涡轮叶片凝固组织的影响EI北大核心CSCD

为了研究1500℃和1540℃两种型壳温度对第三代单晶高温合金DD9叶片截面凝固组织的影响,采用光学显微镜、扫描电子显微镜对叶片典型截面凝固组织进行分析。结果表明:随着型壳温度的增加,DD9单晶涡轮叶片凝固组织的枝晶花样呈细小趋势,二次枝晶呈发达趋势。相同型壳温度下,叶片叶身部位的枝晶比榫头部位的枝晶更细小。随着型壳温度的增加,枝晶干和枝晶间的γ′析出相尺寸和分散度均减小,并且γ′析出相尺寸分布遵循正态分布规律。相较枝晶间区域,枝晶干区域的γ′析出相的平均尺寸减小了61%。相同型壳温度下,叶片叶身部位的γ′析出相尺寸比榫头部位的γ′析出相尺寸更细小。与截面积变小相比,提高型壳温度会使γ′析出相变小更显著。随着型壳温度的增加,γ-γ′共晶尺寸和含量减小,γ-γ′共晶组织呈葵花状和光板状两种形貌特征。     

检验腐蚀对镍基单晶高温合金高周疲劳性能的影响EI北大核心CSCD

为了研究检验腐蚀对一种镍基单晶高温合金高周疲劳性能的影响,将经过标准热处理的试样置于FeCl 3+HCl+H 2O腐蚀剂中分别腐蚀2次和4次,采用莱卡DCM8共聚焦显微镜和扫描电镜对未腐蚀、2次与4次腐蚀试样的表面形貌进行观察,然后分别测试未腐蚀和4次腐蚀试样760℃与980℃的旋转弯曲疲劳性能。结果表明:未腐蚀试样表面存在纵向且相互平行的由抛光带来的细小抛痕,表面粗糙度低;2次腐蚀后,表面抛痕有所减少,枝晶间区域出现腐蚀坑,表面粗糙度增加;4次腐蚀后,表面抛痕被完全腐蚀掉,腐蚀坑深度和表面粗糙度进一步增加。4次腐蚀会略微降低合金760℃的疲劳性能,但对高应力幅条件下的疲劳寿命影响较大,对低应力幅条件下的疲劳寿命影响较小。4次腐蚀对合金980℃疲劳性能影响很小。     

合金元素配分对珠光体相变热动力学及其奥氏体化影响的研究进展EI北大核心CSCD

珠光体相变及其奥氏体化作为涉及三相、两界面的复杂相变过程,其相变过程和物理本质仍有待探索和研究。本文综述了合金钢中珠光体的相变过程,阐述了间隙型合金元素C和置换型合金元素M在相变过程中的配分行为,并介绍了相场模拟在珠光体相变过程中的应用。基于本课题组前期大量的实验和计算结果,进一步讨论了组织与成分的不均匀性对于珠光体逆奥氏体化相变的影响,由于C与M在扩散系数上存在巨大差异,使得该过程中存在动力学发生显著变化的临界转变温度(PNTT)。在此基础上,本文创新性地提出了一种近共析成分含锰钢的热处理工艺,相比于传统Q&P工艺可极大地提高Mn在残余奥氏体中的富集程度,进而提高奥氏体稳定性,为更加系统深入地调控马氏体/奥氏体双相钢组织提供理论指导。     

喷丸对DD6单晶高温合金拉伸性能的影响

采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线(X-ray)和透射电子显微镜(TEM)等手段研究铸钢丸喷丸对第二代单晶高温合金DD6在500,600,650℃拉伸性能的影响。结果表明:500,600,650℃时,喷丸对DD6合金抗拉强度影响不大,略微提高屈服强度,显著降低伸长率和断面收缩率。喷丸DD6合金在流变应力上升到最高点后断裂,试样拉伸断裂后的横截面为圆形;未喷丸DD6合金拉伸曲线呈现双重阶段特征,试样拉伸断裂后的横截面为椭圆形。     

热等静压处理对K439B高温合金显微组织的影响

对K439B合金进行了1165 ℃/150 MPa,4 h热等静压处理,采用光学显微镜和扫描电镜对比研究了铸态和热等静压态K439B合金的显微组织。结果表明:铸态K439B合金存在0.25%的显微疏松,热等静压后显微疏松基本消除(0.013%)。与铸态相比,经过热等静压处理后合金中的γ/γ′共晶组织体积分数和尺寸减小,各元素分布更加均匀,凝固偏析系数均更接近1。铸态K439B合金枝晶干处γ′相尺寸和体积分数分别是116.9 nm和17.8%,枝晶间部位γ′相尺寸和体积分数分别为244.4 nm和24.9%。热等静压后合金枝晶干部位的γ′相尺寸及体积分数分别为148.0 nm和17.5%,枝晶间部位γ′相尺寸和体积分数分别为159.1 nm和22.8%。热等静压处理使合金枝晶干、枝晶间部位的γ′相尺寸、体积分数和形貌接近,同时γ′相分布变得均匀。     

980 ℃长期时效对DD15单晶高温合金组织稳定性的影响

采用选晶法在真空高梯度定向凝固炉中制备第四代单晶高温合金DD15试棒,热处理后在980 ℃分别时效400、800、1200、1600、2000 h,研究不同时效时间的合金组织。结果表明:合金的热处理组织由立方化较好γ′相和基体γ相组成。随着980 ℃时效时间增加,γ′相合并长大仍保持立方形状,基体通道的宽度增加;时效1600 h时,未有TCP相析出;时效2000 h时,析出极少量TCP相,合金具有良好的组织稳定性;合金中较多的Re、W、Ta、Mo、Nb等高熔点元素能够抑制γ′相长大,Ru元素能够抑制TCP相的析出,合金具有良好的组织稳定性。