Ti-55511合金高温蠕变行为TEM分析

文章结合Ti-55511钛合金的高温工作环境进行了4组蠕变实验：400℃200MPa、400℃300MPa、500℃200MPa以及500℃300MPa。蠕变后,使用透射电镜实验观察了蠕变后样品的微观组织。结果表明：高温高应力状态下,位错攀移在蠕变过程中占主导地位;在高温低应力或低温高应力状态下,合金蠕变过程主导机制为位错滑移;当温度较低,应力相对较低时,合金蠕变过程中主导机制为晶界扩散机制。     

Al合金的高温强度及形变时效的影响

研究了16和B95二种合金的蠕变及淬火和人工时效之间形变处理对蠕变的影响。形变选拉伸6％。蠕变温度为1140-190℃,蠕变应力为10-28Kg/mm~2,研究得出:在选定的条件下,该二种合金的稳态蠕变规律皆为:形变时效并不改变蠕变规律,只不过改变参数。形变时效处理提高18合金的抗蠕变强度,但使B95合金的抗蠕变强度降低。分析了形变时效对合金高温强度影响的原因。     

纳米晶Fe—B—Si合金的高温蠕变

研究了Ｆｅ７８Ｂ１３Ｓｉ９合金纳米晶（２７ｎｍ）和粗晶（２５０ｎｍ）试样的高温拉伸蠕变。纳米晶和粗晶试样蠕变初期阶段的应变－时间关系均符合Ａｎｄｒａｄｅ的指数律。根据稳态蠕变激活能和应力指数的数值，认为纳米晶试样的蠕变由界面扩散机制控制，而粗晶试样的蠕变由一种复合机制控制。文中报道的Ｆｅ－Ｂ－Ｓｉ合金与以前报道Ｎｉ－Ｐ合金高温蠕变的结果有相同的规律。     

定向凝固对一种高强度铸造镍基高温合金的组织和性能的影响

研究了定向凝固对一种高强度铸造镍基高温合金的组织和性能的影响,发现合金的低倍和显微组织与定向凝固速度以及凝固后的冷却速度密切有关。定向凝固可大幅度地提高合金的塑性、热疲劳性能和中温持久性能,使瞬时拉伸及高温持久性能也有显著改善。中温(～760℃)持久寿命的提高主要是由于蠕变第二阶段的延长,而高温(～980℃)持久寿命的提高主要是由于蠕变第三阶段延长的结果。通过定向凝固改善高强度铸造镍基高温合金的高温机械性能的主要原因是消除了垂直于应力轴的横向晶界;另一个原因是获得[001]方向择优生长的柱状晶。高温固溶热处理可降低第二阶段的蠕变速度,延长蠕变第二阶段,从而进一步大幅度提高中温持久寿命,这主要是由于冷却析出的细小γ′相代替了铸态粗大γ′相的缘故。定向凝固及高温固溶热处理可提高合金的中温(～760℃)持久寿命和延伸率达3-4倍、热疲劳性能达5倍左右。消除了横向晶界的定向凝固合金中,初生MC是蠕变裂纹及热疲劳裂纹的策源地,预计降低合金的碳含量从而减少MC数量将进一步改善合金的高温机械性能。     

稀土Er对FVS0812合金组织性能的影响

为欲充分发挥AlFeVSi系耐热铝合金应用潜力,进一步提高合金的综合性能,本文采用金相、X射线衍射、透射电镜和力学性能等测试手段研究了稀土元素Er对FVS0812合金的显微组织、力学性能以及热稳定性的影响,结果表明,FVS0812合金中加入少量Er可以保持合金良好的高温强度,明显改善合金塑性,而且降低了主要强化相A1_(12)(Fe,V)_3Si硅化物的粗化率,提高合金的高温稳定性;但是稀土Er也促使了δ(AlFeVSiEr)相的形成,因而不利于进一步改善合金韧性。为此,防止有害相形成,加入适当稀土元素合金化,将成为改善AlFeVsi耐热铝合金性能的有效途径。     

Ti-2%Al-2.5%Zr钛合金在350℃下的持久强度及蠕变行为

首先实验测出了δ=2mm的Ti-2%Al-2.5%Zr单相α-Ti合金板材在350℃下的σb及σ0.2值.据此,确定了6个不同的试验应力点,用以进行该材料在350℃下的高温持久试验.对试验结果进行数据处理,得到了可以向低应力方向外推的方程.继而,对试样的持久断口进行了SEM分析,用金相和TEM对此种钛合金在试验前的显微组织和试验后试样的均匀塑性变形区与集中塑性变形区进行研究,得到了反映该种钛合金在350℃和高应力条件下的高温持久过程、组织变化特征和以位错滑移为主的蠕变行为.     

温度对ZL108合金机械性能的影响

本文通过测定ZL108合金的高温抗拉强度,建立了合金机械性能(?)、K、b与温度的数学关系。研究结果表明,当加热温度低于再结晶温度时,合金以滑移变形为主,不出现明显的蠕变过程;而在再结晶温度以上的范围里,高温短时拉伸过程伴随着过渡蠕变过程。     

Ca,Sr对AM80镁合金显微组织和高温蠕变性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和高温蠕变试验机等实验手段研究了碱土元素Ca,Sr对AM80镁合金显微组织和力学性能的影响.结果表明:在AM80合金中复合添加0.2%Sr和0.5%~2.5%Ca,Ca、Sr元素可逐步细化合金的铸态组织,Ca原子与Al原子优先结合在晶界处生成了高熔点相Al2Ca,抑制了低熔点相-βMg17Al12的形成.AM80合金在高温蠕变过程中,-βMg17Al12相在晶界处存在连续析出和非连续析出2种形式.-βMg17Al12相非连续析出并且垂直于晶界,造成合金蠕变性能较差.当在合金中复合添加Ca,Sr后,高熔点相Al2Ca是主要的晶界强化相,替代低熔点的-βMg17Al12相,从而减少-βMg17Al12相的非连续析出,抑制了晶界滑动,改善了合金的高温蠕变性能.当Ca质量分数增加到2.5%时,合金的高温蠕变性能最优.     

人工神经网络在镍基高温合金设计中的应用

在大量镍基高温合金试验数据的基础上，利用人工神经网络来建立数学模型，提出将部分合金成分及其温度、应力和对应的蠕变断裂寿命作为网络输入，其他合金成分作为网络输出，然后用这个模型来按要求的性能设计合金成分的含量，获得了比较满意的结果，为镍基高温合金的设计提供了一种新的手段。     

镍基单晶高温合金蠕变机制研究进展

 叶片在服役过程中主要承受〈001〉轴向的离心载荷，由离心应力导致的蠕变损伤是叶片的主要失效机制之一。基于单晶叶片的典型服役条件，总结了国内外关于高温低应力和中温高应力蠕变变形损伤机制的研究现状，指出深入开展含典型缺陷单晶高温合金蠕变行为、氧化和热腐蚀对单晶合金蠕变-疲劳变形损伤机制影响研究十分必要。     

CMSX－3镍基单晶高温合金的蠕变－疲劳行为

对镍基单晶高温合金ＣＭＳＸ－３在９００℃、较高应力幅下进行蠕变－疲劳交互作用试验。结果表明，循环蠕变的保持时间显著地影响材料的断裂寿命和断裂应变；应变量与总保持时间有对应关系。可用γ强化的单晶高温合金蠕变－疲劳交互作用机制对此作出解释。     

堆垛层错能与反应力蠕变理论在第二相强化高温合金中的应用

在第二相强化的多元高温合金稳态蠕交速率方程的基础上,考虑了堆垛层错能与反应力蠕变理论,进而提出了一个新的稳态蠕变速率普遍式: 根据对Ni—Co二元合金,γ′相强化和氧化物弥散强化的镍基高温合金、以及γ′相含量不高不同含Co量的镍基高温合金(Waspaloy)和高γ′相含量的不同含Co量的镍基高温合金(Udimet 700)的蠕变进行验证,说明作者提出的稳态蠕变速率方程是可行的。     

应力梯形波加载下的循环蠕变曲线函数

为了确定循环蠕变应变与有载时间的函数关系式,通过对高温合金蠕变试验曲线的分析,发现静蠕变寿命分数曲线遵循与加载应力的大小无关,与循环蠕变寿命分数曲线基本重合的规律,这规律显示了材料本身的蠕变特性。由这规律导出了静蠕变应变与循环蠕变应变之间的关系式,找到了由静蠕变函数确定循环蠕变函数的方法,该方法得到了DZ417G高温合金钢在870oC、梯形应力波加载下蠕变实验数据的支持。     

晶体取向对镍基单晶DD6合金蠕变性能的影响

针对航空发动机镍基单晶涡轮叶片高温服役下蠕变寿命的取向敏感性难题,开展了DD6单晶合金[001]、[011]与[111]3种典型取向在980oC下的蠕变试验,获得了服役温度下单晶合金的蠕变寿命、伸长率,均为[111]取向>[001]取向>[011]取向;通过对蠕变过程中微观组织演化以及蠕变断裂后断口形貌进行分析,揭示了不同取向下单晶合金的蠕变失效机理;基于晶体塑性理论,建立了DD6单晶考虑取向敏感性的粘塑性本构及损伤方程,能够较好地拟合不同晶体取向单晶的蠕变过程,为单晶叶片的强度分析与寿命预测提供参考。     

Mg、Zr对GH_(33)A合金高温疲劳以及静、动态蠕变行为的影响

本文研究了含Mg、Zr与不含Mg、Zr两种GH33A合金的高温疲劳和静、动态蠕变行为。结果表明,微量元素Mg、Zr对提高疲劳性能不显著,也不能改善疲劳缺口敏感性。缺口疲劳性能取决于缺口的几何参数Kt与λ,材料的光滑疲劳极限和平均晶粒尺寸微量元素Mg、Zr的良好作用主要表现在静态蠕变条件下,充分发展和延长了蠕变第Ⅱ和第Ⅲ阶段,增加蠕变断裂延伸率,并大大提高断裂寿命。这种良好作用在恒载且迭加有疲劳交变应力的动态蠕变条件下仍然保持。     

钴对Fe-Cr-Ni-Co基Refractoloy26合金力学性能的影响及节钴可能性研究

本文研究了钴对Fe-Cr-Ni-Co基Refractoloy26合金力学性能的影响。以镍取代原合金中的钴配制了分别含有0、7、14和20Co％wt四种不同成份的合金。实验测定了合金的室温和高温拉伸性能,测定了不同含钴量合金的杨氏摸量和切变摸量随温度变化的关系,研究了合金在565℃和不同外加应力条件下的蠕变行为。实验结果证明:降低合金含钴量对合金的瞬时拉伸性能没有显著影响,但显著影响合金的蠕变速率和蠕变断裂寿命。研究证明,合金的蠕变性能和合金基体的堆垛层错能密切相关,εs∞γs~2。文中对在Refractoloy26合金中的节钴可能性问题也作了讨论。     

CMSX—3镍基单晶高温合金的蠕变—疲劳行为

对镍基单晶高温合金ＣＭＳＸ－３在９００℃、较高应力幅下进行蠕变－疲劳交互作用试验。结果表明，循环蠕变的保持时间显著地影响材料的断裂寿命和断裂应变；应变量与总保持时间有对应关系。可用γ＾１强化的单晶高温合金蠕变－疲劳交互作用机制对此作出解释。     

高温合金中微量元素的控制及其作用荣获1987年国家科技进步三等奖

我院付杰副教授等与钢铁研究总院、抚顺钢厂、长域钢厂等合作,研究了GH220等18种高温合金和Mg、Zr、Ca、B等16个元素,对于Mg在变形高温合金中的作用及含量控制进行了系统和深入的研究。研究结果表明,高温合金中添加适量的有益微量元素及控制有害元素的极限含量,可以明显改善合金的综合性能,主要表现在提高持久寿命和塑性,消除某些合金的持久缺口敏感性及中温低塑性,改善合金的蠕变性能及长期时     

Y对高锌镁合金的拉伸蠕变行为的影响

采用扫描电镜,X射线衍射仪以及高温蠕变试验机等试验手段研究了Y含量对Mg-5.5Zn重力铸造镁合金抗蠕变性能和应力指数的影响.结果表明:随着Y含量的增加,Mg-5.5Zn合金中依次出现了Mg7Zn3,Mg3Zn6Y(I-相)和Mg3Zn3Y2(W-相)3种不同类型的强化相,而合金中第二相种类、体积分数发生变化,导致抗蠕变性不断提高.在同样的蠕变条件下,高熔点稀土相比低熔点Mg7Zn3相更能降低合金的稳态蠕变速率.Mg-5.5Zn-(0.7,1.5,3.5)Y(wt%)3种合金在175℃/50~60 MPa下的应力指数n分别为5.2,3.2和2.2,在200℃/50~60 MPa下应力指数n分别为11.0,3.8和2.9.Mg-5.5Zn-0.7Y合金在175℃/55 MPa和200℃/55 MPa条件下的蠕变机制分别为位错攀移和Power-Law方程失效.Mg-5.5Zn-(1.5,3.5)Y两种合金在175~200℃/50~60 MPa范围下的蠕变机制是位错粘滞运动.     

高速单颗磨粒磨削机理的研究

进行了单颗磨粒高速磨削45钢、20Cr钢和典型难磨材料钛合金TC4和GH4169高温合金的试验·试验结果表明,对于45钢和20Cr钢,高速条件下单颗磨粒磨削的比磨削能显著低于比熔化能·发现了国外一些学者提出的钢铁材料的最低比磨削能约束于材料比熔化能假设的例外·高速磨削四种材料均表现出尺寸效应·采用高速磨削,对改善磨粒的切削状态,降低比磨削能是非常有利的·在磨削钛合金TC4和高温合金GH4169时,易发生金属粘附·锆刚玉磨削钛合金TC4比磨削高温合金GH4169的粘附严重·高速下金属粘附作用减轻·