应力时效对镍基单晶合金DD11组织及持久性能的影响

研究了1070℃/100MPa应力时效对镍基单晶合金DD11组织和持久性能的影响,通过扫描电镜和透射电镜对应力时效前后的组织进行了观察和分析,并对合金应力时效前后的持久性能进行了测试与分析。实验结果表明:应力时效前50h是形筏阶段,竖直方向的γ相通道逐步变窄或消失,水平方向的γ相通道宽度逐步增加,立方状γ′相在应力的作用下向水平方向扩展并相互连接在一起逐渐形成筏排形貌。应力时效50h后是筏排粗化阶段,随应力时效时间的延长,组织缓慢粗化,但是筏排形貌基本保持稳定。对应力时效后的组织进行1 070℃/140 MPa持久性能测试,结果表明,在形筏阶段持久寿命基本保持稳定,在筏排粗化阶段,持久寿命逐步下降。应力时效500h后,持久寿命由热处理后初始状态的360h左右降低至140h左右。研究结果表明,γ相通道尺寸的粗化和组织的筏排化是持久性能衰退的主要因素。     

FGH95合金再结晶界面与晶内析出γ′相的作用

研究了高体积百分数γ＇相强化的粉末镍基高温合金在形变过程中发生再结晶行为。实验表明:在γ＇相溶解温度以上再结晶以应变诱发界面迁移方式进行。在γ＇溶解温度以下,γ相再结晶以亚晶粒粗化形核方式进行。在γ相再结晶的内界面上可能发生γ＇相的分解和随后的再析出。计算了γ相再结晶内界面迁移激活能为635kJ/mol     

热处理对第二代镍基单晶合金DD11显微组织及持久性能的影响

采用光学显微镜和扫描电镜对铸态、固溶态和时效态的第二代镍基单晶合金DD11的显微组织进行定量表征,并测试了不同一级时效处理后的合金1 100℃/140MPa和980℃/250MPa条件下的持久性能。结果表明:合金经过1 320℃/6h固溶处理后,(γ+γ′)共晶相全部溶解,凝固偏析显著降低,合金组织均匀。一级时效温度低于1 160℃时,γ′相为方形,一级时效温度高于1 180℃时,γ′相为球形,γ通道显著变宽,并在通道内析出细小的γ′相。随一级时效温度提高,合金的持久寿命先增大后降低。持久性能与γ′相尺寸、体积分数及形态密切相关。     

Ni－基超合金缺口脆性的研究

Ｎｉ－基超合金缺口脆性的研究通过γ＇和γ＂沉淀硬化的超合金７１８是高温应用中最主要镍基超合金之一。合金同样含δ相和ＭＣ型碳化物，偶尔还含有Ｌａｖｅｓ相和类似硼化物的次要相。该合金性能与所有这些相的相对含量有关。由于合金在６５０℃具有优良的综合机械性能...     

回火温度对Ni－Cr－Al硬弹合金组织和性能的影响

研究了Ｎｉ－Ｃｒ－Ａｌ硬弹合金的组织和性能．实验结果表明，不同的回火温度析出γ＇（Ｎｉ_３Ａｌ）相和富Ｃｒ（α）相的颗粒大小与分布状态亦不同．在５５０℃，５ｈ回火处理时，析出γ＇（Ｎｉ_３Ａｌ）相的周围产生大量的富Ｃｒ（α）相，颗粒细小，弥散分布，使合金的硬度和弯曲强度有明显地提高．     

Alnico 8永磁合金析出相的形貌观察

铝镍钴型永磁合金的固溶体分解具有Spinodal分解的特征。分解析出的α_1(弱磁性相)与α_2相(强磁性相)的形状各向异性及其取向对永磁性能起决定作用。合金中存的晶界,非金属夹杂物以及在Spinodal分解前存在的γ相都有可能影响合金的分解及析出相的排列。为了从合金组织上分析晶界,夹杂物及γ相对磁性能的影响,我们对晶界,夹杂物及γ周围的α_1与α_2相的形貌进行了电子显微镜观察。所用试样是桂林电器科学研究所研究的高性能含Nb Alnico 8。用阳极氧化制取复型进行观察。     

长期时效对FGH96合金组织与力学性能的影响

研究了长期时效热处理制度对FGH96合金的显微组织、析出相、拉伸性能、持久性能及蠕变性能的影响.采用光学显微镜分析了合金的晶粒组织,用扫描和透射电镜分析了γ'相、碳化物和硼化物的形貌、尺寸和含量.通过力学性能测试分析了拉伸、持久和蠕变性能.结果表明在时效温度550℃和650℃下,时效时间在100 h至7500 h变化时,FGH96合金的晶粒尺寸、γ'相形貌尺寸、MC型碳化物和M3 B2型硼化物相含量、拉伸性能、持久性能等基本保持不变.时效温度为650℃时,随着时效时间的延长,γ'相及Cr23 C6碳化物的含量相比550℃略有增大,导致蠕变性能降低,残余应变增大.     

M963合金的显微组织和性能

研究了Ｍ９６３合金的组织和力学性能。结果表明,Ｍ９６３合金的高温强度较高,但塑性较低;合金的组织主要由γ基本相、细小γ＇析出相、分布在枝晶间的大块γ＋γ＇共晶以及富Ｗ、Ｃｒ、Ｍｏ的Ｍ－６Ｃ和富Ｔｉ、Ｎｂ、Ｗ的ＭＣ碳化物组成：碳化物呈骨架状、针状分布在枝晶内和断续网状分布在晶界和枝晶间。裂纹在碳化物周围形核并沿碳化物与基体的界面扩展。碳化物的形态严重影响合金的性能,晶界和枝晶间的碳化物膜是造成该合金塑性低的根本原因。     

C1023合金σ相形成动力学研究

C1023铸造镍基高温合金,在试验温度(800～950℃)范围内时效50小时,有σ相析出,析出数量在900℃出现峰值,其数量多少主要取决于相的长大线速度,低于900℃时,σ相长大线速度主要取决于扩散因素,随温度升高而增加;高于900℃,σ相相变激活能随温度的升高增加,σ相析出数量随温度的升高而降低;本文分析了合金元素对γ相自由能的影响,得出了合金元素对σ相析出作用的规律。     

地面燃气轮机用铁基高温合金CH133的研究

为适应600℃左右长期使用于地面燃气轮机叶片的要求,研制和发展了GH133合金。 GH133合金是铁一镍一铬为基,以Ni_3(Al.Ti)型γ＇为主要强化相的高温合金,其特点是: 1.具有良好的长期组织稳定性。通过我国自行设计的铁基高温合金电子空位数计算并调整和添加合金元素,克服了某些铁基合金在600—650℃长期工作下会析出σ相而导致合金脆化的缺点。经650℃,6000小时长期时效后,没有σ相或其他脆性相析出。 2.具有良好的力学性能稳定性。经650℃,6000小时长期时效后,室温拉伸性能保     

亚固溶温度热处理对 GH720Li 难变形高温合金γ相的影响

对难变形镍基高温合金 GH720Li 进行了亚固溶处理、亚固溶+单时效(650℃,24 h→空冷)或双时效处理(650℃,24 h→空冷+760℃,16 h→空冷)以及870℃时效3000 h 条件下γ相演变规律的研究。发现一次γ相受亚固溶处理影响较大,发生部分回溶的程度随固溶温度升高而增大,时效处理使一次γ相向球形或近球形转变;二次和三次γ相在亚固溶保温过程中完全回溶,在时效处理时补充析出明显且析出数量和区域随固溶温度升高而增大;870℃长期时效时,合金组织逐渐均匀,二次和三次γ相完全回溶,晶界一次γ相时效500 h 后有所粗化,合金硬度先降低而后保持不变。     

Fe对Ni-Mn-Ga形状记忆合金相变和力学性能的影响

研究了Fe含量对Ni56Mn25 xFexGa19(x=0～10)合金的微观组织结构、相变行为、力学性能和记忆特性的影响规律.当x 4时,Ni56Mn25–xFexGa19合金仍然保持着单一的四方结构马氏体相;当x 6时,合金呈现为马氏体相和面心立方γ相组成的双相结构.相对于马氏体相,γ相为富Ni和富Fe相,其含量随Fe含量的增加而增加.随着Fe含量增加,合金的马氏体相变温度逐渐降低,其峰值温度从x=0时的356℃降低至x=10时的170℃,这主要归因于马氏体相尺寸因素和电子浓度的综合作用.通过添加Fe替代Mn在合金中引入的γ相可提高合金的强度和塑性,但最大形状记忆回复应变从x=0时的5.0%降低到x=6时的2.0%.     

Ti对DZ68合金凝固偏析的影响

利用光学显微镜(OM)、电子探针(EPMA)等手段研究了不同Ti含量的DZ68合金的凝固过程和主元素的偏析.结果表明:本实验条件下,随合金中Ti含量的增加,合金的初凝温度和终凝温度逐渐降低,但初凝和终凝的温度区间逐渐增大;Ti含量的增加,促进Ta的正偏析程度,同时也使W的负偏析程度显著增加.为了减少DZ68合金组织中析出的(γ+γ′)共晶,Ti的质量分数应控制在1.7%以下.     

FGH95镍基合金组织结构对持久性能的影响

通过对不同温度热等静压FGH95合金进行完全热处理、组织形貌观察、XRD谱线分析及持久性能测试,研究FGH95合金组织结构对持久性能的影响。结果表明:随着HIP温度升高,分布在原始颗粒边界处的粗大γ′相数量和尺寸逐渐减小,当HIP温度提高至1 180℃,晶粒明显长大。热等静压合金经完全热处理后,粒状碳化物沿晶界和晶内不连续分布,且细小γ′相在基体中弥散析出。经X线衍射分析,随热等静压温度升高,γ和γ′两相晶格常数略有增加,但错配度逐渐减小;在650℃,1 034 MPa条件下,由于1 120℃HIP合金完全热处理后具有较高的晶格错配度,致使合金具有较长持久寿命;合金在蠕变期间的变形特征是位错滑移,位错绕过或剪切γ′相。     

GH220合金的基本组织

GH220合金正常热处理组织有γ基体。γ′、MC、M_6C和M_3B_2相。第一阶段晶粒长大温度1150℃—1170℃,第二阶段为1210℃。碳化物相M_6C最大析出峰在1000℃左右,并发现不同成分的二种M_6C相。 正常热处理得不到大小二种γ′,等温弯晶热处理能得到大小γ′和弯曲晶界组织。 长期时效,低W、Mo、Al、Ti(17.61％)合金析出M_(23)C_6相。当W+Mo大于12％(如12.31％)正常热处理会析出少量μ相;等于12％时,时效后才出现μ相。 合金中加入微量元素Mg可改变碳化物形状,使之细化。     

一种高温合金的γ＇相析出初期长大动力学

研究了合金在不同处理制度下组织状态及γ＇相析出初期的长大规律．结果表明，析出初期与（ｔ１／２）成线性关系，合金ｋγ＇相的长大速度为２．８２×１０９×ｅｘｐ（－２０．３×１０３／Ｔ），合金中Ａｌ、Ｔｉ的平均扩散激活能为３４７ｋＪ／ｍｏｌ．     

Co-Al-W三元合金热处理组织

研究不同Al和W含量对四种Co-Al-W三元合金的初熔温度、热处理组织和硬度的影响. 结果表明:四种Co-Al-W三元合金的固、液相点温度均超过镍基单晶高温合金液相点温度;在1300℃/8h固溶处理后,三种合金均仅得到γ(fcc)单相组织,而高W合金在晶界和晶内均有μ相Co7W6析出;在800℃/100h和900℃/50h时效处理后,四种合金在基体γ相中均析出L12型γ′相Co3(Al,W),其γ+γ′两相组织形貌与镍基高温合金相似;高W(12%)和高Al(12%)合金分别促进了μ相Co7W6和富Al相析出. 综合以上结果并结合时效合金的硬度结果,初步确定了含γ+γ′两相组织的合金成分范围.     

K411合金高温强度的研究

K411 合金含有较多的W,Mo,Nb 等难溶金属元素。这些元素溶入γ′相和合金基体γ,提高了原子间结合力,从而强化了γ′相;同时难溶金属的 d 电子层被部分填充,提高了固溶体的空位形成能,降低了元素扩散系数,并增加了模量差和尺寸错配效应,进一步强化了固溶体。上述两个原因使 K411 合金有较高的高温强度,达到含 Co 合金M-M200水平。     

亚固溶温度热处理对GH720Li难变形高温合金γ′相的影响

对难变形镍基高温合金GH720Li进行了亚固溶处理、亚固溶+单时效(650℃,24 h→空冷)或双时效处理(650℃,24 h→空冷+760℃,16 h→空冷)以及870℃时效3000 h条件下γ′相演变规律的研究.发现一次γ′相受亚固溶处理影响较大,发生部分回溶的程度随固溶温度升高而增大,时效处理使一次γ′相向球形或近球形转变;二次和三次γ′相在亚固溶保温过程中完全回溶,在时效处理时补充析出明显且析出数量和区域随固溶温度升高而增大;870℃长期时效时,合金组织逐渐均匀,二次和三次γ′相完全回溶,晶界一次γ′相时效500 h后有所粗化,合金硬度先降低而后保持不变.     

Mn-Al-C永磁合金相变动力学及τ相的稳定性

本文研究了成分为Mn 69.40％、Al 29.86％、C0.58％3元合金的相变动力学和3种不同成分Mn-Al-C合金的恒温转变过程,还用示差热分析法测定了合金在加热过程中相变的临界温度。实验结果表明:合金的恒温转变过程随成分不同而变化,处于亚共析成分时,τ相分解先析出γ相;处于过共析成分时,τ相分解先析出β-Mn相。τ相的稳定性取决于Mn/C比,含碳量一定,随Mn含量增加,τ相稳定性降低。必须使合金中的含碳量超过其在τ相内的溶解度极限,才能提高τ相的稳定性。