GH49合金在蠕变断裂过程中弯曲晶界的作用

本文用光学金相、电子金相及定量金相测定等方法,研究了弯曲晶界对GH49合金蠕变断裂性能的影响。试验结果指出,弯曲晶界试样与平直晶界试样相比,在850℃、35kg/mm~2条件下,蠕变断裂塑性平均提高73％,蠕变断裂寿命平均提高26％。本文讨论了蠕变过程中裂纹生长动力学方程,提出了弯曲晶界变化与晶内变形良好匹配的模型。因而,对蠕变寿命提高的原因有了进一步认识。     

Effect of Columnar Crystals on Fatigue-Creep Failure Behaviour of Fe-Ni-Cr Alloy

研究了在交变应力与平均应力迭加条件下，柱状晶体对铁镍铬金的疲劳－蠕变失效行为的影响，结果表明，疲劳－蠕变应力迭加对合金产生交互作用，使其循环断裂寿命大大降低．具有横向柱晶界的试样受到了最强烈的交互作用．断口形貌观察揭示了沿柱晶界脆断是具有横向晶界试样的主要疲劳－蠕变断裂机理．而沿柱晶界断裂附带塑性撕裂结构以及二次裂纹形成所表示的脆－塑性断裂相混合的机理是其它取向试样的主要断裂机理沿柱晶界分布的脆性夹杂物引发沿晶微裂纹并加速沿晶界扩展     

弯曲晶界对GH49合金蠕变过程中位错组态的影响

本文用电子金相观察了GH49合金两种不同的晶界状态,试样在蠕变断裂过程中位错组态的变化,并研究了位错与晶内γ′相及晶界碳化物沉淀间的相互作用。研究表明:平直晶界试样,晶内蠕变主要是位错攀移越过γ′相所引起,晶界运动受控于晶界滑动。而弯曲晶界试样,晶内蠕变是位错攀移越过r′相及位错切割γ′相所引起,晶界运动受控于晶界滑动与弯曲段内的“回复”移动。因而,弯曲晶界提高了晶内蠕变速率而降低了晶界滑动速率。这就有效地阻止了裂纹的连接、扩展,大幅度地提高了蠕变第三阶段的断裂抗力,从而延长了蠕变寿命及蠕变断裂塑性。     

汽轮机高温镍基合金螺栓断裂原因分析

对靖远第二发电有限公司汽轮机GH4145/SQ高温镍基合金断裂螺栓利用扫描电子显微镜、光学显微镜等进行了分析研究.断裂螺栓晶粒粗大,有严重的混晶现象,碳化物及其他夹杂物在晶界呈链状或团状析出,使晶界脆化、晶界结合力下降而产生沿晶裂纹,导致螺栓发生沿晶脆性断裂.另外,螺栓在检修中出现表面损伤或受较大的预紧力也是螺栓断裂的另一原因.     

GH4169合金高温疲劳裂纹扩展的微观损伤机制

空气环境对高温合金在高温下的损伤行为有显著影响.为了研究标准热处理态GH4169合金在高温疲劳裂纹扩展过程中的微观损伤机制,在空气环境中进行650℃、初始应力强度因子幅ΔK=30MPa·m1/2和应力比R=0.05的低周疲劳裂纹扩展试验.使用扫描电镜(SEM)及能谱(EDS)对试样的断口、外表面和剖面进行观察和分析.实验结果表明:疲劳主裂纹以沿晶方式萌生并扩展,随后沿晶二次裂纹出现,并且其数量和长度沿主裂纹方向逐渐增加,进入快速扩展阶段后,断口呈现韧窝组织形貌;在裂纹扩展过程中,δ相与基体的界面发生氧化,使得沿晶二次裂纹沿界面扩展并产生偏折,从而起到阻碍二次裂纹扩展的作用;试样外表面的主裂纹周围出现晶界氧化损伤区,其尺寸和晶界开裂程度沿主裂纹扩展方向逐渐增大.     

应变速度对8090Al—Li合金拉伸性能的影响

用动态拉伸的方法研究了应变速率对８０９０Ａｌ－Ｌｉ合金拉伸性能的影响,应变速率的范围为１０＾－３－１０＾３Ｓ＾－１。结果表明,合金的强度和塑性随应变率的增加而增加。试样的ＳＥＭ和ＴＥＭ分析发现：准静态下的断裂为沿晶断裂;随着应变率的增加,断裂从穿晶准解理断裂过渡到由显微空穴聚集而成的韧窝断裂。高应变率下８０９０Ａｌ－Ｌｉ合金强度和塑性的提高与其变形机制的晶界无沉淀区的变化有关。     

热机械循环迭加对断裂寿命及断裂行为的影响

在分析热机械疲劳应力状态基础上，测定了热机械疲劳断裂寿命曲线，并研究了断裂特征行为对热机械循环迭加方式的依赖关系．蠕变裂纹萌生与疲劳裂纹扩展是在具有大应变幅的反相迭加（Ｏｕｔ０６ｐｈａｓｅ）条件下试样断裂主要机制．降低热循环范围的最低温度导致疲劳裂纹萌生及扩展，从而加速了穿晶疲劳断裂过程，降低了断裂寿命．晶界上分布的非金属夹杂物诱发沿晶开裂，但晶内夹杂物对穿晶裂纹扩展过程影响不大．减少或消除非金属夹杂物含量有益于提高工程合金断裂抗力．     

奥氏体型高温合金弯曲晶界普遍性的研究

对不同合金化程度的GH151,GH37,GH33镍基高温合金和GH36,GH69铁基高温合金,采用固溶后缓冷工艺或固溶后等温工艺处理,结果表明:均可形成弯曲晶界。同时发现形成弯晶的机制不仅与热处理工艺有关,并与合金成份有关。     

40Ni-14Cr-Fe基高温合金中相的析出及其脆化效应

在一种含钨、钼的40Ni-14Cr-Fe基高温合金中,正常热处理后就出现μ相,开始析出于晶界。微量(～0.1％)μ相就对合金塑性,尤其会使冲击韧性值成倍下降,是合金长时期使用中脆化的主要因素。 晶界微量μ相引起的脆化倾向与晶界上的μ相密集程度成正比关系,可通过控制成分及细化晶粒来降低μ相的密集程度,从而减弱晶界μ相引起的脆化作用。 沿晶μ相所造成的室温冲击沿晶断裂形式,其断裂特征不是沿整个μ相介面形成孔洞,而只是沿部分μ相介面形成裂纹。     

热模钢中碳化动态析出与高温塑性的定量研究

研究了碳化物在热变形过程中的动态析出量与钢的高温塑性、晶内强度的定量关系。结果表明：晶内强度随碳化物动态析出量的增加而上升，高温塑性随之而降低。其脆化机制是晶内强度的上升加剧了晶界的热变形，从而导致显微裂纹在晶界上形核长大，最终呈；现低塑性沿晶断裂。     

热模钢中碳化物动态析出与高温塑性的定量研究

研究了碳化物在热变形过程中的动态析出量与钢的高温塑性、晶内强度的定量关系。结果表明：晶内强度随碳化物动态析出量的增加而上升，高温塑性随之而降低．其脆化机制是晶内强度的上升加剧了晶界的热变形，从而导致显微裂纹在晶界上形核长大，最终呈现低塑性沿晶断裂。     

铸态铝镁钪合金的热塑性

采用半连续铸锭冶金法制备一种成分为Al-6Mg-0.4(Sc+Zr)的合金,铸锭样品经均匀化退火后,测试其在250,300,350,400,450,475和500 ℃时的瞬时拉伸力学性能,借助扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)的观察和分析,研究该合金的高温变形及断裂行为.结果表明:合金抗拉强度和屈服强度随温度的升高而降低,而其伸长率随温度的升高而增大;合金在300 ℃以下拉伸,断口为穿晶断裂型;在300 ℃以上拉伸,断口由穿晶断裂逐步向沿晶断裂转变;在400 ℃以上拉伸,断口基本上是沿晶断裂.在400 ℃以上变形,晶界区域有大量的强滑移带;在400 ℃以上晶内强度高于晶界强度,拉伸时变形优先在晶界区域发生,变形不均匀的结果导致铸坯热加工过程中开裂.Al-6Mg-0.4(Sc+Zr)合金铸坯的最佳热加工温度范围为350～400 ℃,在此条件下,合金的变形抗力较低,热塑性较好,又不出现热裂纹.     

涂层烧结及热处理工艺对GH2O2合金组织性能的影响

研究了涂层烧结及热处理工艺对GH202合金基材组织性能的影响．运用电子拉伸机、扫描电镜及光学显微镜,测定了拉伸试样的力学性能,并分析了试样的显微组织和拉伸断口．试验结果表明,GH202合金在1150℃固溶处理5h后,合金表面进行高温涂层与烧结,在850℃时效6h出炉空冷,合金基体晶粒细小,均匀;强化相γ弥散分布;合金强度提高,塑性改善,拉伸断口为韧性断裂．     

带中心孔的镍基高温合金GH4049的高温疲劳短裂纹扩展规律

对疲劳试样GH4049镍基高温合金在同一载荷与不同温度下的疲劳短裂纹扩展进行了试验，利用复型技术和光学显微镜观测了裂纹形态演化全过程。发现应力集中条件下的高温疲劳短裂纹扩展主要是单裂系统破坏，随着温度升高，短裂纹逐渐变为多裂系统，并以多裂纹的合并形式进行最终破坏；扩展方式由穿晶到沿晶和穿晶的混合方式进行，温度越高，短裂纹起裂越早，裂纹平均长度越短，短裂纹扩展速率反而越慢。     

涡轮叶片用GH4033高温低周疲劳特性实验研究

采用总应变控制方法,在INSTRON8032上对镍基高温合金GH4033在400、500、600、700 ℃温度下的疲劳行为进行了研究,用扫描电镜观察了疲劳断口.采用Manson-Coffin方程对实验结果进行了分析,得到了该材料的高温低周疲劳特性参数.从断口的扫描电镜照片中看出:高温疲劳失效断口的萌生区断裂机制为沿晶断裂,扩展区为沿晶和穿晶断裂的混合断裂,失稳断裂区为穿晶断裂.     

超塑性变形 TiAl 基合金中的孔洞

研究了超塑性Ｔｉ－３３Ａｌ－３Ｃｒ－０．５Ｍｏ（质量分数,％）合金中孔洞的形成和发展过程及其与合金的断裂之间的关系．研究结果表明,ＴｉＡｌ基合金在超塑性变形过程中产生的孔洞有３种类型,它们分别形成于三叉晶界处、晶界上和晶粒内．三叉晶界上的孔洞一般呈Ｖ型,而晶界和晶内的孔洞则呈圆形或椭圆形．分析认为,孔洞的长大、扩展和聚集是造成ＴｉＡｌ基合金超塑性拉伸断裂的主要原因．     

应变速率对8090Al-Li合金拉伸性能的影响

用动态拉伸的方法研究了应变速率对 80 90 Al— L i合金拉伸性能的影响 ,应变速率的范围为 10 - 3～ 10 3s- 1。结果表明 ,合金的强度和塑性随应变率的增加而增加。试样的 SEM和 TEM分析发现 :准静态下的断裂为沿晶断裂 ;随着应变率的增加 ,断裂从穿晶准解理断裂过渡到由显微空穴聚集而成的韧窝断裂。高应变率下80 90 Al- L i合金强度和塑性的提高与其变形机制和晶界无沉淀区 (PFZ)的变化有关     

强激光冲击波作用下Al2O3陶瓷材料的断裂特征

使用激光冲击对Al2O3陶瓷进行了冲击试验，并通过扫描电子显微技术，对陶瓷材料在强激光冲击下的断口形貌进行了分析．发现随激光能量的变化。陶瓷出现不同的断裂特征．在高能量激光冲击下，试样宏观上出现中心裂纹，其微观主要仍以沿晶断裂和穿晶解理所形成的脆性断裂模式为主；但在激光能量降低到一定程度的情况下，脆性陶瓷材料在拉伸波作用下出现锥形断裂，而微观上也出现一定的塑性滑移特征，主要表现为晶界处出现大量的滑移线；在更低能量下陶瓷未出现破裂，硬度分析结果显示具有微观塑性变形强化现象．     

形变TZM合金的拉伸性能和断口组织

采用粉末冶金方法制备出TZM合金并进行热轧处理,测试不同变形量TZM合金的拉伸性能,分析显微组织和断口形貌.结果表明,TZM合金无论变形与否拉伸断裂均含有沿晶脆性断裂;TZM合金随变形量的增加,加工态纤维组织增多,力学性能增强,断裂表现为由沿晶脆性断裂、解理断裂和穿晶解理断裂向沿晶韧性断裂和准解理断裂转变;随变形量的增加,TZM合金的碳化物相分散均匀、弥散度提高,晶界结合力增强,从而TZM合金的力学性能得以提高.     

涂层烧结及热处理工艺对GH202合金组织性能的影响

研究了涂层烧结及热处理工艺对GH2 0 2合金基材组织性能的影响 .运用电子拉伸机、扫描电镜及光学显微镜 ,测定了拉伸试样的力学性能 ,并分析了试样的显微组织和拉伸断口 .试验结果表明 ,GH2 0 2合金在 115 0℃固溶处理 5h后 ,合金表面进行高温涂层与烧结 ,在 85 0℃时效 6h出炉空冷 ,合金基体晶粒细小 ,均匀 ;强化相γ'弥散分布 ;合金强度提高 ,塑性改善 ,拉伸断口为韧性断裂 .