基于团簇式的GH2132高温合金成分协同变化关系

GH2132(A286)是析出强化型铁基高温合金,其含有多种合金化元素,为避免不合适的成分选择导致的综合性能失配,通过重点分析东北特钢提供的产品成分,解析国标成分区间的合理性,本文提出了一个更加合适的新成分标准形式。为此,引入“团簇加连接原子”结构模型,该模型将合金成分的结构载体表述为［中心-第一近邻］(连接原子)的团簇成分式形式。首先将合金化元素分为基体Fe、稳定奥氏体的(Ni,Mn)、稳定铁素体的(Cr,Mo,V,Si,Ti,Al)、以及不进入团簇式的(C,P,S,B)。通过分析国标规定的成分区间和实际合金成分,指出合金的实际成分区间远小于国标范围,并由16原子的成分式限定:Fe(8.5~9.0)±0.25(Ni,Mn)4±0.25(Cr,Mo,V,Si,Ti,Al)3~3.5。进而揭示了同类元素内部的质量百分比协同变化关系,即24.6≤Ni+Mn ≤28.0和17.4≤Cr+0.6Mo+V+1.7Si+1.1Ti+1.8Al≤20.4。由此更合理地限定Mn、Si元素成分区间,并对东北特钢的合金成分提供了改进建议。     

微量元素P、B对GH4169合金组织与蠕变性能的影响

通过对等温锻造合金进行直接时效、蠕变性能测试和组织形貌观察,研究了微量元素P、B对GH4169合金组织结构及蠕变行为的影响.结果表明:添加微量P、B可促使粒状δ相在合金中析出,且沿晶界不连续析出的δ相可抑制晶界滑移,提高合金的蠕变抗力;在试验温度和应力范围内,测定出GH4169G合金具有较高的蠕变激活能Q=594.7 ...     

细晶处理对镍基合金疲劳蠕变交互作用行为的影响

本文研究了两种晶粒度的GH 698合金在700℃疲劳蠕变交互作用下的断裂寿命和形变行为.结果表明:在疲劳蠕变应力交互作用下的断裂寿命可以分成F,FC和C三个区.在FC及C区,交变应力的存在明显地阻碍蠕变形变过程,提高了断裂寿命.细晶处理后使这种阻碍作用加强,断裂寿命提高幅度变大.在大应力的疲劳区进行细晶处理,反而使合金寿命降低.     

镍基高温合金GH4738的凝固偏析和碳化物析出行为

高温合金铸锭凝固过程内部各区域散热条件不同,冷却速率存在明显差异。采用差示扫描量热分析(DSC)、高温共聚焦显微镜(HT-CLSM)原位观察和定向凝固(DS)的方法,研究了宽冷速范围下GH4738合金的凝固偏析和碳化物析出行为。结果表明, GH4738合金的凝固顺序为L→γ+L,L→γ+L+MC,L→γ+MC+η+(γ+γ′),其中MC型碳化物、η相和(γ+γ′)共晶相为合金凝固过程中的主要偏析产物;Ti、Mo元素是合金的主要枝晶间偏析元素;提高冷却速率能有效降低凝固前沿残余液相中的溶质富集程度;铸态组织中的的碳化物主要为富Ti的MC型碳化物(TiC、Ti(N)C)和以TiN或Al₂O₃为核心的MC型复合碳化物(Al₂O₃-TiC、TiN-TiC);随着冷却速率降低,碳化物平均尺寸增大,体积分数减小,形貌由小块状向长条状、汉字状和大块状演变。     

变形参数对GH4742合金动态再结晶及γ′相的影响

 为了研究不同变形参数对锻态GH4742合金动态再结晶及γ′相的影响,利用单道次等温压缩试验获得了变形温度为1 050～1 150 ℃、变形量为30%～70%、变形速率为0.1 s-1时的真应力-真应变曲线,分析了不同变形参数下真应力-真应变曲线以及峰值应力的变化规律,同时采用SEM、EBSD对不同变形参数下动态再结晶过程中的亚结构以及γ′相进行了精细表征,定量计算了基体内的几何位错密度以及发生动态再结晶的比例,并测试了不同变形参数下基体的硬度。重点探讨了不同变形参数下动态再结晶的形核机制,深入分析了动态再结晶过程中亚结构以及γ′相的演变规律。结果表明,变形温度为1 080 ℃时,基体中存在大量未溶的一次γ′相,小角度晶界比例超过35%,基体发生动态再结晶比例小于35%,主要形核方式为连续动态再结晶。变形温度为1 110 ℃,一次γ′相尺寸减小并发生回溶,小角度晶界比例小于8%,基体发生动态再结晶比例超过75%,主要形核方式为不连续动态再结晶。随着变形量增加,一次γ′相尺寸增大、数量密度降低,小角度晶界比例显著下降,动态再结晶比例明显提高。低温变形时基体硬度随着变形量增加而显著增加,而高温变形时硬度先增加后逐渐趋于不变。GH4742合金变形温度为1 110 ℃时,变形量50%时已完成动态再结晶,组织为等轴的动态再结晶晶粒,基体硬度较低,为357HV,在此变形参数下加工具有良好的热成型性能。     

三种热处理制度对GH648合金组织和性能的影响

 研究了A、B、C三种热处理制度对GH648合金组织和性能的影响。结果表明,与标准热处理制度A相比,经B、C制度处理后,GH648合金组织中的α Cr相析出量增加、尺寸长大;C制度对组织中γ′相的析出也有促进作用;另外,α Cr相的大量析出会导致GH648合金的冲击韧性变差。力学性能测试结果表明,C制度可使合金强度提高、塑性下降、冲击韧性急剧下降。     

Effect of Phosphorus on Stress Rupture Properties of GH4133 Ni—Base Superalloy

The effect of phosphorus on the stress rupture property of GH4133 alloy has been investigated and is compared with that of IN718 alloy. The GH4133 alloy is crept by dislocation movement. Phosphorus has a tendency to prolong the rupture life of some wrought superalloys by inhibiting the dislocation movement. If the phosphorus addition is too high, its effect on impairing the grain boundary cohesion overwhelms that on inhibiting the dislocation movement,and the life of the GH4133 alloy can be shortened. The two functions of inhibiting the dislocation movement and impairing the grain boundary cohesion determine that the optimum phosphorus content in the GH4133 alloy is around 0.011 wt pct. Phosphorus exhibits a greater effect on prolonging the rupture life of IN718 alloy than that of GH4133 alloy. The two alloys are crept by different mechanisms. The intergranular phosphorus-bearing phase is precipitated in the IN718 alloy, while not in the GH4133 alloy. The precipitation of the phosphorus bearing phase can balance the phosphorus segregation at the grain boundaries and allows a more remarkable effect of phosphorus on extending the rupture life of IN718 alloy.     

喷丸处理对GH3535合金900℃恒温氧化行为的影响

采用不连续增重法,对喷丸状态与非喷丸状态GH3535合金900℃恒温氧化行为进行了对比研究。结果表明,900℃下,喷丸强度0.45Nmm样品与未喷丸样品相比,氧化增重降低了79.7%。未喷丸GH3535合金表面氧化产物为NiCr2O4,MoO2,NiMoO4,喷丸状态下氧化膜主要由NiO、NiFe2O4、Cr2O3和NiCr2O4组成。喷丸处理后GH3535合金表面产生塑性变形使晶粒细化,位错密度增加,在合金表层塑性变形区域的位错及晶界充当了Cr原子的快速扩散路径,增加了Cr原子扩散通量,促进Cr向表面扩散形成富Cr氧化物,使得Cr2O3层的更快形成,减少了瞬态氧化期。     

热挤压成形GH3625合金管材组织及裂纹形成机理

通过对比热挤压成形管材和爆裂管材的组织以及对爆裂管材裂纹和断口的分析,研究了热挤压成形GH3625合金管材的组织及裂纹形成机理。结果表明:爆裂管材与成形管材的组织均为等轴晶,但爆裂管材的开裂使晶界处的应力集中得以释放,其组织中并没有形成变形孪晶,在管材径向方向上也不存在晶粒尺寸不均匀的现象。挤压比过高导致管材在热挤压过程中绝热升温严重,使低熔点的Laves相熔化并扩散到周围基体中,是裂纹形成的根本原因。在模具出口处高拉应力的作用下,这些裂纹不断扩展最终连接在一起,导致管材的爆裂现象。由于断口表面冷却速率较高,组织通过奥氏体区的时间较短,再结晶形核核心多且晶粒长大过程受阻,使断口表面形成了一层十分细小的再结晶晶粒。     

热变形对GH4169合金中NbC析出相尺寸形貌影响研究

通过Gleeble3500热模拟试验机进行热压缩试验并结合微观组织观察和统计分析,研究了热变形对GH4169合金中NbC颗粒尺寸形貌、分布特征的影响规律。研究表明压缩过程中的绝热效应会导致试样心部温度的进一步升高,从而为变形过程中的NbC回溶提供条件。NbC颗粒与基体在变形过程中形成的高位错密度区促进了元素的扩散,并加速了小曲率半径的尖角区域回溶和钝化。随变形量的增加NbC回溶趋势增加,其平均尺寸与体积分数均呈降低趋势。变形过程金属流动会促进NbC颗粒的位移,在70%的变形量下,NbC颗粒平均间距增加趋势显著高于30%和50%变形量试样。因此随变形量的增加,NbC颗粒有从链状→链条弯曲→链条方向改变→弥散分布的分布特征,促进基体中原链状NbC呈细小、弥散分布。研究结果为GH4169闪光焊接性能的提高提供了直接的参考。