用CaO坩埚真空感应熔炼镍基高温合金脱氧研究

研究了使用CaO坩埚真空感应熔炼Ni-6Cr-2Mo-6W-5Co合金时CAl的脱氧作用.从热力学上计算了镍合金液中C-O反应与Al-O反应的平衡值,计算结果表明,C-O反应远未达到平衡,而Al-O反应在1773K能脱氧至6×10-6以下.计算了C与Al,Al与CaO及C与 Al2O3的反应,结果表明:上述反应在真空感应熔炼条件下均可以进行,从而导致合金液精炼期Al与C的浓度下降值分别约为脱氧所需值的20-50倍和1.3-3.5倍.     

镍基铸造高温合金的热等静压处理

评述了镍基铸造高温合金的热等静压（HIP）处理对组织和力学性能的影响。镍基铸造高温合金由于存在着铸造工艺难以消除的气孔类缺陷，严重影响着合金的使用可靠性和成品率，通过HIP处理后的合金，不仅可有效地消除合金中的缺陷，获得致密合金，而且还可改善合金的显微组织，提高合金的拉伸、持久和疲劳性能，显著地减小性能分散度。     

PLASTIC DEFORMATION AND DISLOCATION STRUCTURE IN γ'-PHASE OF A DIRECTIONALLY SOLIDIFIED Ni-BASE SUPERALLOY

本文利用透射电镜观察了定向凝固高温合金DS Rene80在拉伸及蠕变时的位错亚结构。试验结果表明:在低于760℃拉伸时,切割γ′粒子的是在{111}面上夹有APB的(1/2)〈110〉位错对。在不低于760℃拉伸时,切割γ′粒子的是在{111}面上夹有超点阵内禀层错(SISF)γ(1/3)〈112〉不全位错;这些不全位错在大应力的作用下于{111}面上将分解为一根(1/2)〈110〉螺位错和一根(1/6)〈112〉刃位错,并在其间夹有一个APB。在760℃,618MPa条件下蠕变时,切割γ′粒子的是在{111}面上夹有SISF的(1/3)〈112〉不全位错;这些不全位错此时不分解。与此同时,亦有(1/2)〈110〉位错对切割γ粒子。在980℃,190MPa条件下蠕变时,则无γ′粒子被切割的现象。在760℃,618MPa及980℃,190MPa条件下蠕变至第二阶段时,在γ/γ′界面上都形成了二维位错网络墙,墙上位错的攀移是合金形变的控制因素。第二阶段蠕变速率(ε)与立方γ′粒子的尺寸(α)和体积分数(V_f)的关系符合ε∝α/V_f~(2/3)     

镍基铸造高温合金中合金元素的偏析规律

研究了用Ni-x二元相图来判断镍基铸造高温合金中合金元素x处于正偏析、负偏析或者基本不偏析状态以及偏析严重程度的可能性,并用实验验证了正确性。     

热处理对镍基单晶高温合金微观组织和高温持久性能的影响

采用螺旋选晶法,制备了一种镍基单晶高温合金。在非真空箱式电阻炉中进行分级均匀化热处理,研究了热处理制度对合金显微组织及持久性能的影响。结果表明:合金的铸态组织由γ-Ni固溶体相、初生和次生的γ-′Ni3Al相、以及γ/γ′共晶相组成;1 305~1 310℃、16 h固溶处理后,次生γ′全部固溶,少量γ/γ′共晶没有完全固溶;1 315℃、16 h固溶处理后,γ/γ′共晶全部固溶;1 320℃、2 h固溶处理后,出现少量初熔;两次时效处理明显改变了γ′的尺寸、形貌及分布;合金经1 180℃、2 h 1 290℃、2 h 1 315℃、16 h AC 1 140℃、4 h AC 870℃、24 h AC完全热处理后,在1 100℃,137 MPa条件下持久寿命达到100 h。持久裂纹主要沿与拉应力垂直的枝晶间横向段萌生扩展,与γ/γ′共晶完全固溶状态相比,未固溶的γ/γ′共晶更容易成为主要裂纹源。     

Re强化Ni基单晶合金微观机制的电子层次研究

利用固体与分子经验电子理论（EET），计算镍基单晶合金的电子结构参数。根据计算结果，从电子层次探讨Re强化镍基合金的微观机理。结果表明：镍基合金中加入Re元素，基体和增强体的电子结构参数 nA′均不同程度增大，使γ与γ′相的结构单元中原子键结合能力增强；使镍基合金γ与γ′相的原子状态数σN均增大，增加了基体和增强相的稳定性；γ与γ′相界面的原子状态组数增加，进而提高了合金的蠕变强度。     

国产镍基催化剂加氢性能研究

国产镍基催化剂用于棕榈油加氢制硬化油的实验结果与进口催化剂进行比较表明,其催化性能基本达到替代进口催化剂的水平;在此基础上,通过正交试验得出国产催化剂YM9002用于棕榈油加氢过程中的最佳工艺操作条件为反应压力2.5 MPa,反应时间60 min,催化剂用量为0.3%。     

Influence of aluminide diffusion coating on the tensile properties of the Ni-base superalloy René 80

Ni-base superalloy René 80 is widely used in manufacturing aircraft turbine blades. The service temperature of this alloy is in the range of 760-982 °C. Although this alloy possesses suitable mechanical, oxidation and hot corrosion properties, it is coated in order to increase its wear, oxidation, erosion and hot corrosion properties against harmful environmental service conditions.In this paper the influence of applying diffusion coating (CODEP-B) on the tensile properties of René 80 has been studied in the temperature range of 22-982 °C. Experimental results show that the tensile properties of the coated specimens are relatively lower than that of uncoated ones in the same conditions. But in the service conditions, coating could have some useful and positive effects practically.In aircraft turbines in service conditions, the maximum strain the blades experience is always bellow 1% and in this range of strain no crack initiates and generates on the applied coating surface. Thus in this situation, the coating would certainly have protective properties preventing from oxidation, hot corrosion and erosion of the base metal.     

Modes of Grain Selection in Spiral Selector during Directional Solidification of Nickel-base Superalloys

The modes of grain selection in spiral selector were investigated by both a ProCAST simulation and experimental confirmation.The results show that the efficiency of grain selection in starter block is associated with the geometry shape.At the early stage of grain selection,the optimization of grain orientation is dominated by competitive grain growth,but the optimization of grain orientation in starter block is gradually dominated by geometry shape at the later stage of grain selection.Besides,the spiral part could also optimize the orientation of the selected single crystal when the initial angle is large enough,and the single crystal selection in spiral parts with different pitch lengths and initial angles is dominated by different modes.The simulation results agree well with experimental ones.     

高Cr铸造镍基高温合金K4648的母合金净度研究

对两炉冲击韧性存在明显差异的高Cr铸造镍基高温合金K4648进行了对比研究,通过分析两炉母合金的主量元素和气体含量,采用电子束纽扣锭(EB锭)实验观察合金内夹杂物和对母合金用原材料金属Cr的显微组织分析等方法研究了K4648母合金净度。结果表明:1#与2#炉批母合金主量元素无明显差别。1#母合金由于气体元素O含量高达(20.5±7.5)×10-6,远高于2#合金的6×10-6,造成其室温冲击韧性(aku)不及2#合金的一半,低于技术条件要求的19.6J/cm2。电子束纽扣锭(EB锭)实验可有效地将K4648中的夹杂物汇聚,经分析主要是富Y,Ce的氧化物和富Al氧化物。证明高Cr铸造镍基高温合金K4648中添加稀土元素Y,Ce可有效攫取合金中自由态的O和S,生成稳定的稀土氧化物或硫化物,起到净化合金的作用。K4648母合金原材料中金属Cr基体中固溶有15%(质量分数)的元素O,还分布有富Cr氧化物和Cr,Al,Si的复合氧化物。此外,还存在含N、贫O区域,该区域的维氏显微硬度可达8.2GPa,是Cr基体1.3GPa的6倍,证明N使金属Cr的硬度明显升高。