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。     

固溶热处理对一种第三代镍基单晶高温合金组织及高温持久性能的影响

研究了固溶热处理对一种Re含量为6.5%(质量分数)的第三代单晶高温合金组织及持久性能的影响,实验结果表明:合金铸态下存在明显的凝固偏析,枝晶间区域存在大量的(γ+γ′)共晶组织。固溶过程中,共晶组织在1 335℃以上开始快速溶解,但难熔元素,尤其是Re元素的偏析需要在1 360℃以上才能有明显改善;经过1 365℃固溶后疏松含量增加至0.21%(体积分数),接近铸态下疏松含量的5.2倍。铸态及经1 360℃和1 365℃固溶热处理后合金的持久性能测试结果显示:固溶热处理显著改善了合金的持久性能,且固溶温度越高,持久性能越高。在高温持久加载过程中,铸态合金的裂纹主要沿枝晶间分布,在(γ+γ′)共晶组织处萌生;当固溶温度较低时,且枝晶干处析出了较多的TCP(topologically close-packed)相,未能充分降低Re元素的偏析可能是导致枝晶干处TCP相大量析出的主要原因;当固溶温度较高时,TCP相析出量较少。     

一种单晶高温合金中g?相的析出行为

研究了固溶冷却速度和时效时间对一种镍基单晶高温合金中γ′相的析出的影响。合金经1 250℃固溶处理4 h,从炉中快速取出,分别进行空冷、油冷和水冷,以考察冷却速度对γ′相析出的影响。随后对固溶处理后试样进行时效处理,以考察时效时间和固溶冷却速度对γ′相长大的影响。结果表明,合金在固溶处理后,γ′相尺寸随固溶冷却速率的升高而下降。在时效处理时,γ′相尺寸的增大率随固溶冷却速度的增大而减小;随着时效时间的增加,γ′相的尺寸增加。     

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.     

Zr对Mo-Zr合金力学性能与显微组织的影响

采用粉末冶金方法制备Mo-Zr合金,研究Zr对Mo-Zr合金相对密度、力学性能及其显微组织的影响。结果表明：合金经1 920 ℃烧结后接近全致密,相比纯Mo其室温抗拉强度明显提高,Zr添加量为3.0%(质量分数)时,合金抗拉强度最高,达603 MPa,较纯Mo提高了72.4%。显微组织分析发现,少量Zr原子固溶进入Mo基体中产生显著固溶强化作用,大部分Zr则与坯体中的氧结合,一方面净化了晶界氧,使晶界强度提高;另一方面形成二次相粒子弥散分布于晶界和晶粒内部,并阻碍合金烧结时的晶粒长大,有利于提高合金性能,但过多的氧化物粒子在晶界的富集将对合金强度产生不利影响。     

晶体取向对一种单晶高温合金再结晶的影响

采用晶体劳厄衍射仪对高温合金DD419的单晶试棒铸件进行晶向测量,切取不同一次晶向及二次晶向的样品。对各种晶体取向的样品实施相同的静压加载,然后进行标准固溶热处理。研究结果表明：样品受压表面下方发生了不同程度的再结晶,再结晶的深度与晶体取向具有明显的相关性。当一次晶向[001]与样品表面法向的偏离角度β从0°到90°变化时,样品的再结晶深度H首先逐渐增加,在β=45°时达到最大值,然后逐渐减小至初始值。当二次晶向[010]与样品法向的偏离角度α从0°到45°变化时,样品再结晶深度H也是逐渐增加,在α=45°时同样达到最大深度。单晶高温合金中一次晶向和二次晶向对再结晶具有相同的影响规律。     

镍基单晶高温合金表面再结晶控制技术的研究进展

针对镍基单晶高温合金构件的表面再结晶控制技术,结合国内外相关工作的研究状况,从单晶高温合金构件表面再结晶的形成机理、再结晶的表面效应、基于再结晶预防的构件设计、单晶构件热成型过程和冷加工过程再结晶控制技术等几方面,对镍基单晶高温合金构件的表面再结晶控制技术领域取得的研究成果进行总结和分析。重点论述了各国单晶再结晶控制技术,提出中国镍基单晶高温合金构件的表面再结晶控制技术存在的差距及未来研究重点。     

一种新型镍基单晶高温合金拉伸性能研究

研究了一种新型镍基单晶高温合金拉伸性能及断裂模式。采用[001]取向制备拉伸性能试样,以平行于单晶[001]取向作为应力轴方向,采用扫描电镜观察断口形貌。实验结果表明,随着拉伸温度升高,合金的抗拉和屈服强度逐渐升高,并分别在760℃和850℃达到峰值,之后随着温度升高迅速下降。塑性随温度的变化则相反,在760℃塑性指标达到最低值,随后断面收缩率急剧增加,而延伸率在850℃达到峰值后迅速下降。合金的拉伸断裂模式在980℃从准解理断裂转向塑韧性断裂。     

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。     

单晶镍基高温合金微铣削力试验

以单晶镍基高温合金DD98为研究对象,从单晶高温合金微观组织分析材料去除机理,得出DD98滑移面为密排面{111},滑移向为密排方向110,克服阻力最小,最易滑移.采用双刃微铣刀对单晶镍基高温合金DD98进行正交试验,通过极差分析比较获得切削参数对微铣削力的影响程度.结果表明,主轴转速的影响最大,进给速度其次,铣削深度最小.通过优化获得理想的切削参数为:主轴转速36 000 r/min,铣削深度5μm,进给速度20μm/s,此时微铣削力最小.并对其原因进行深入分析,为单晶高温合金的微加工理论的机理揭示提供理论参考和试验依据.     

多组元AlxTiVCrMnFeCoNiCu高熵合金的室温力学性能

依据多组元高混合熵合金的合金设计理念,设计了一族九组元AlxTiVCrMnFeCoNiCu高熵合金,并研究了该合金系室温力学性能.结果表明:(1)合金系具有超过1.3GPa的断裂强度,其中AlTiVCrMnFeCoNiCu合金达2.4GPa,同时AlTiVCrMnFeCoNiCu和Al2TiVCrMnFeCoNiCu两种合金还具有一定的压缩塑性;(2)合金系枝晶和枝晶间隙区均具有很高的显微硬度,且随Al含量的提高而近线性提高;(3)固溶强化机制、纳米相弥散强化机制和面心立方/体心立方相转变使得合金系具有很高的断裂强度和显微硬度.     

DD402/FGH95扩散偶中单晶合金γ''''相筏形化与其形成元素的扩散

通过研究不同温度时热等静压（ＨＩＰ）多元扩散偶ＤＤ４０２／ＦＧＨ９５中的Ａ１,Ｔａ和Ｔｉ元素 的扩散规律,发现ＤＤ４０２单晶中存在Ａ１和Ｔａ元素的上坡扩散．因此单晶中在近结合界面处形 成了Ａ１,Ｔａ和Ｔｉ元素的富集区以及γ’相的筏形化．对Ａ１和Ｔａ元素的扩散流量及扩散深度进行 计算．计算结果与试验结果相吻合．     

铌酸钾晶体的低温热释电性

研究了铌酸钾晶体在低温时的热释电性和介电性.在相变温度范围,发现热释电响应随时间改变极性,表明晶体中两相共存.在降温和升温过程中,热释电系数分别于209K和237K出现峰值,显示此相变有约30K的热滞.这一结果与介电测量的结果相符.     

Study of solid solution strengthening of alloying element with phase structure factors

Using the empirical electron theory of solids and molecules (EET), the phase structure factors, nA and nB, of the carbon-containing structural units with mass fraction of carbon (wC) below 0.8% and the mono-alloy structural units with wC at 0.2% in austenite and martensite are calculated. The solid solution strengthening brought by C-containing interstitial solid solution and alloy-substitutional solid solution in γ-Fe and α-Fe is discussed at electron structural level. The coefficient (s) of solid solution strengthening is advanced according to the bonding force between atoms. The study shows that when the criterion is applied to the carbonaceous or alloying element-containing solid solution the results of calculation will coincide with the experimental result very well.     

镍基单晶高温合金微尺度磨削温度仿真

针对镍基单晶高温合金具有较强各向异性以及镍基单晶高温合金微尺度磨削温度场研究较少的情况,建立了基于Hill模型的三维磨削温度仿真模型,并采用任意拉格朗日－欧拉法(ALE),实现单晶材料微磨削过程有限元温度仿真,分析微磨削过程中的温度场分布及其变化情况,研究了不同磨削深度、磨削速度以及不同晶面(100),(110)和(111)对微磨削温度的影响规律.结果显示:微磨削高温区发生在磨粒前表面与工件接触的半椭圆形区域,即第Ⅱ温度区;磨削区域温度随着磨削深度增加而增加,随着主轴转速增加而增加;在镍基单晶高温合金不同晶面内微磨削时,(111)晶面温度最高,(110)晶面次之,(100)面微磨削温度最小.     

聚硅氧烷酯类液晶(PMMS)气相色谱固定液的研究——Ⅰ.侧链为苯甲酸联苯酚酯型的PMMS

设计并合成了聚甲基硅氧烷酯(PMMS),其侧键为4-n-烷氧基联苯酚苯甲酸酯型的计8个,具类似结构侧键的计5个。合成的中间伴和产物分别由MS、NMR、IR和EAR等分析方法得到证实。并用IR谱图说明了硅氢加成反应的进行。相变温度的测定结果,表明这些PMMS大多具有较宽的液晶相温度范围(大于100℃)。毛细管气相色谱的测定表明,PMMS-AOBPAIOB既有SE-52的高柱效和热稳定性,又有BBBT的优异分离性能。PMMS-A_m~*OBPAIOB的填充柱有优异的分离选择性,可以有效地分离喳啉、异喳啉和2-甲基喳啉。表明了作为固定液,PMMS兼有硅油和液晶的特点。     

铁电单晶K_xNa_(1-x)Sr_(1.22)Ba_(0.78)Nb_5O_(15)的相变特性

测量 K_xNa_(1-x)Sr_(1.22)Ba_(0.78)Nb_5O_(15)(0≤x≤1) 单晶介电常数的温度依赖性以及居里点附近介电常数随直流偏置电场的变化表明,该系列晶体的铁电一顺电相变特性依赖于其成分。对于 x=0的样品相变是连续的,其特征是:⊿T(居里温度与居里-外斯温度之差)近似为零,C/C~1<4(C 和 C'分别是相变温度以上和以下的居里常数),εE(T)-ε_0(T)为负(εE(T)和ε_0(T)分别为温度T时有直流偏置和无直流偏置时的介电常数)。对于 x=1. 0的样品,相变是一级的,⊿T 较大,C/C>4,εE(T)-ε_0(T)为正。x=0. 5的成分相应于三临界点,其