等离子熔积直接成形高温合金件组织结构研究

采用多种分析工具对等离子熔积直接成形高温合金件的微观组织和相组成进行了深入研究.光学显微镜和扫描电镜结果显示等离子熔积直接成形高温合金工艺具有快速凝固特性,其微观组织比真空铸造件细小且致密,熔积层无分层、气孔、夹杂等缺陷;电子探针测试表明熔积层成分比真空铸造件明显均匀、偏析小;利用X射线衍射分析了高温合金件在真空铸造和熔积前后的物相,结果表明,合金的主要强化相均为γ/γ＇,熔积层残余应力较真空铸造件大.等离子熔积直接成形组织结构能够满足高温合金零件的要求,优于现有的真空铸造工艺,具有良好的实用价值.     

K6合金铸造叶片质量分析

应用金相显微镜和扫描电镜以及Ｘ射线能谱分析了Ｋ６合金铸造叶片的质量问题。结果表明：Ｋ６合金铸造叶片报废的主要原因在于非金属夹杂物在浇注成型时混入合金叶片中造成的，因此需要严格控制Ｋ６母合金质量和选择合理的重熔浇注工艺参数。     

工艺参数对7075半固态铸-锻组织均匀性的影响

在半固态模锻过程中,经常会出现液相偏析现象,使零件中出现"弱点"或"弱区",这些"弱点"或"弱区"通常又是潜在的裂纹源和服役条件下失效的起因。为了分析研究半固态模锻液相偏析的影响因素,采用手工搅拌法制备半固态7075合金,利用压力机及杯形实验模具,进行7075半固态铸-锻成形,研究了合金温度、压头预热温度、保持时间等工艺参数对7075半固态铸-锻组织均匀性的影响。结果表明:在一套模具内实现铸造和锻造是可行的;在压头预热温度为400℃,保持时间为2s,成形比压为50MPa的条件下,随着合金温度的增加,杯形件的液相偏析度增加,组织越不均匀,当合金温度为628℃时,杯形件的液相偏析度为14.02%;随着压头预热温度的增加,杯形件的液相偏析度减小,组织越均匀;在合金温度为621℃,成形比压为50MPa,压头预热温度为400℃时,随着保持时间的增加,杯形件的液相偏析度减小,组织越均匀,当保持时间为4s时,杯形件的液相偏析度为2.99%。该结果可为铝合金半固态铸-锻成形工艺的制定和相关研究提供理论参考。     

铸造速度和混合稀土对Al-23%Si合金组织和性能的影响

研究了半连续铸造过程中不同铸造速度及铈镧混合稀土对Al-23%Si合金微观组织和力学性能的影响.结果表明:当铸造速度从100 mm/min提高到250 mm/min时,Al-23%Si合金初晶硅的偏析现象得到有效改善,铸锭从内部到外部初晶硅的分布都较为均匀,初晶硅的平均尺寸从71.4μm下降到40.9μm,同时减轻了共晶硅的偏析.加入0.5%的铈镧混合稀土后,Al-23%Si合金的共晶组织产生了明显变化,稀土元素细化了合金的共晶组织,并使共晶硅相由层片状转变为短杆状.提高铸造速度和添加混合稀土可提高合金硬度和抗拉强度.     

疏松含量对K465合金室温拉伸性能的影响

K465是一种镍基铸造高温合金,具有良好的高温强度和优异的组织稳定性,应用于航空发动机的工作叶片和导向叶片上.采用相同铸造工艺制备了不同疏松含量的力学性能试样,并测试这些试样的室温拉伸性能.结果 表明:当疏松含量从0.1％、1.23％到2.89％时,合金的抗拉强度从1069 MPa、1071 MPa到1091 MPa,延伸率从10％、9％到8％,对合金的拉伸性能没有造成较大的不利影响.室温拉伸断口上显示疏松不是主要裂纹源,与试样断裂没有明显的关联,当疏松含量为6.05％、7.94％和16.51％时,合金的抗拉强度从1012 MPa、990 MPa到780 MPa,延伸率从5％、3％到完全脆断,高含量疏松造成K465合金室温拉伸性能的明显下降,疏松成为主要裂纹源和裂纹的快速扩展通道.     

Ni—Cr—Co基高温合金中微量元素镁的偏析规律

应用俄歇能谱仪(AES)研究了Ni—Cr—Co基高温合金中微量Mg的偏析规律。结果表明,偏析于晶界的Mg具有平衡偏析的特性;同时Mg的这种偏析在900℃附近速度最快。分析认为,这是由于偏析热力学和动力学共同控制的结果,也与该合金中碳化物M_6C在晶界上析出有内在联系。研究中还发现,Mg在晶界上分布是不均匀的,且这种不均匀性随时效时间的延长而增加。 研究中还应用透射电镜能谱(TEM)分析了Mg的分布,得到与AES类似的结果,进一步验证Mg在奥氏体晶界偏析的上述特性。     

国外细晶铸造IN718压气机叶片组织结构分析

解剖，分析了国外细晶铸造ＩＮ７１８压气相叶片。结果表明：该叶片叶身部分的晶粒细小，晶粒度可达ＡＳＴＭ２－４级，无柱状晶，均为等轴晶，组织均匀，偏析轻，未见疏松等明显铸造缺陷，接近锻造叶片的组织结构，有望实现“以铸代锻”的目标。     

Gd和Y偏析对Mg-9Gd-4Y-0.6Zr和Mg-7Gd-4Y-0.6Zr合金组织性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜及能谱分析对Mg-9Gd-4Y-0．6Zr合金和Mg-7Gd-4Y-0．6Zr进行组织观察。结果表明:Gd和Y元素容易产生如枝晶偏析、晶界偏析和重力偏析等严重的局部组织缺陷:Gd元素偏析程度比Y的大,降低Gd的含量能减少合金的偏析;Mg-7Gd-4Y-0．6Zr的偏析程度比Mg-9Gd-4Y-0．6Zr的低; Mg-7Gd-4Y-0．6Zr合金经固溶处理后基本上消除偏析,并且该合金的强度损失较少,延伸率大幅度提高,这有利于提高合金的综合力学性能;Mg-9Gd-4Y-0．6Zr合金中稀土元素偏析形成的稀土粒子能塞积位错和阻碍晶界运动,是合金变形过程中形成裂纹的源头,能降低合金的塑性,并对合金的断裂产生较大影响。     

Fe3Al合金铸造工艺性能的研究

介绍了Fe3Al合金铸造工艺参数的测试过程,分析了结果及产生这一结果的原因,在此基础上确定了Fe3Al合金的铸造工艺设计原则,从而为指导生产提供了依据。解决了Fe3Al系列合金优良的高温性能与低劣的铸造工艺性能这对矛盾,使这类合金得以实现推广应用。     

外加电磁场对半连续铸造7075铝合金宏观偏析规律的影响

研究了外加电磁场在直径200mm7075铝合金圆锭半连续铸造过程中对合金元素宏观偏析规律的影响·分别在100～600A和10～100Hz范围内调节感应线圈中交变电流的强度和频率,通过电磁铸造工艺制得7075铝合金圆锭·采用化学分析的方法测定合金元素沿铸锭半径方向的分布情况·结果表明,采用电磁铸造工艺能够有效抑制宏观偏析;在保持线圈电流强度不变的情况下,电磁场频率的改变显著地影响了合金元素的分布情况,其中频率为30Hz时消除宏观偏析的效果最佳·     

怀念师昌绪院士

 追忆了与两院院士师昌绪交往的经历,介绍了师昌绪院士接受《科技导报》约稿、采访并发表卷首语、采访稿的情况,简述了师昌绪院士在《中国机械工程技术路线图》新书首发式上的发言,从中可管窥师昌绪院士对中国基础研究、机械工程技术发展的真知灼见。     

Effect of the withdrawal rate on the microstructure and thermal durability of a third-generation single crystal superalloy

Single crystal Ni-based superalloys are the typical structural materials for high-pressure turbine blades, and their microstructure is critical in determining their mechanical properties. The withdrawal rate is a key parameter affecting the microstructure during the single crystal growth process. In the present work the effect of the withdrawal rate on the microstructure of a third-generation single crystal superalloy containing 6.8 ?wt% Re has been investigated, and the creep resistance of the alloy determined. The results showed that increased withdrawal rate refined the dendritic structure, reduced dendritic arm spacing, promoted the growth of secondary tertiary dendrites and decreased solidification segregation with a reduced size of γ′ phase. The porosity density of the as-cast alloy first decreased and then increased with the withdrawal rate, while the minimum porosity densityoccurred when the alloy was under the solidification condition of withdrawal rate of 4.5 ?mm/min. The maximum creep rupture life of 326.4 ?h of the heat-treated alloys under the test condition of 1100 ?°C/140 ?MPa also appeared at the alloys under the withdrawal rates of 4.5 ?mm/min. It is believed that the minimum porosity density and reduced size of the γ′ phase may be the main reasons for the enhanced creep rupture life of the alloys with withdrawal rates of 4.5 ?mm/min. This investigation provides theoretical support and a practical basis for the development of third-generation single crystal superalloys.     

烟气轮机用Waspaloy合金叶片热处理工艺的选择

就烟气轮机用Waspaloy合金涡轮叶片热处理工艺的选择，分析了合金经2种不同的热处理工艺处理后，组织与性能表现出的不同特点，结合叶片的实际工作条件进行了综合分析与讨论。     

高温高低周复合载荷试验加载技术

为了获取航空发动机涡轮转子叶片的疲劳寿命,通过电磁感应加热、高低周复合载荷协调加载控制方法实现正交载荷解耦联合加载,研究了转子叶片在高温环境、低周离心载荷和高周振动载荷耦合响应,并基于涡轮叶片模拟试验件,对上述技术进行了验证.结果表明,该试验技术具备可行性和正确性.可见该技术可以实现航空发动机结构部件的多场耦合复杂载荷...     

激光选区熔化技术在钴基高温合金制备中的应用进展

钴基高温合金是一种具有较高强度以及良好的耐热腐蚀性能的材料,在生物医疗、航空航天等领域有着广泛的应用。近年来以激光选区熔化技术(selective laser melting, SLM)为代表的增材制造技术快速发展。介绍了SLM技术在钴基高温合金制备中的应用,综述了在SLM过程中不同工艺参数对样品致密度、粗糙度等力学性能的影响,探讨了成形样品是否需要后处理以及后处理所带来的影响等。     

定向凝固技术制取高温合金单晶铸件的思考

回顾了单晶高温合金的发展历史，结合晶体学知识系统总结与分析了制取高温合金单晶的两种定向凝固技术的原理与晶体竞争生长机制．对两种方法现有工艺的优缺点进行了深入思考与比较，提出了两种制取任何所希望取向理想单晶的新方法，旨在为完善单晶高温合金的制取工艺提供新思路．     

New approach for assessing the weldability of precipitation-strengthened nickel-base superalloys

A new procedure was proposed for evaluating the weldability of nickel-base superalloys. The theory is on the basis of two microstructural patterns. In pattern I, the weld microstructure exhibits severe alloying segregation, many low-melting eutectic structures, and low weldability. The weld requires a weaker etchant and a shorter time for etching. In pattern II, the weld microstructure displays less alloying segregation, low quantity of eutectic structures, and high weldability. The weld needs a stronger etchant and a longer time for etching. Five superalloys containing different amounts of Nb and Ti were designed to verify the patterns. After welding operations, the welds were etched by four etchants with different corrosivities. The weldability was determined by TG-DSC measurements. The metallography and weldability results confirmed the theoretic patterns. Finally, the etchant corrosivity and etching time were proposed as new criteria to evaluate the weldability of nickel-base superalloys.     

自由曲面六轴联动砂带磨削机床试验

提出了一种以汽轮机叶片为典型对象的自由曲面高效精密加工方法,建立了基于砂带磨削原理的自由曲面六坐标联动磨削与抛光系统,研究了该机的关键技术如双摆动磨头、自由曲面磨削数控编程软件和冷缺排屑系统,在此基础上利用该机对叶片表面进行了六轴联动砂带磨削抛光试验验证,为确定合理的汽轮机叶片抛光工艺参数提供了依据。     

关于我国新一轮环保科技体制改革的若干思考

作为科技体制的部门延伸,环保科技体制是促进环保科技发展、应对我国严峻环境问题的重要条件和保障。本文通过问卷调查,剖析了我国当前环保科技体制存在的主要问题及产生原因,并为新一轮环保科技体制改革的启动提供了相应的政策建议。     

基于热等静压技术的航空类铸造零件研究

通过分析国际上热等静压技术的在粉末冶金盘、熔模铸造与铸造叶片的固相连接应用的基础上,对国内采用热等静压技术铸遣高温合金．钛合金,铝合金,球墨铸铁的生产和实验进行了详尽描述。阐明,热等静压技术对消除铸件缺陷,细化和均匀组织,提高铸件性能方面具有普遍的效果。