DD3单晶高温合金的中温横向持久性能

本文对DD3单晶高温合金的中温横向持久性能的各向异性作了研究。采用横向试样研究取向度对横向持久性能的影响,比较接近用引晶法生产的叶片的真实横向性能。现已发现,结晶取向对DD3单晶合金中温持久性能的影响,不论在纵向或横向都遵循相同的规律。影响横向中温持久性能的主要因素是横向的结晶取向;应力轴平行或垂直于一次枝晶干对DD3合金的中温持久性能的影响比较小。在760℃时,取向对持久性能的影响比850℃下更为显著。应力方向靠近[100]时,DD3合金760℃横向持久强度达σ_(>100)~(760)=80kg/mm~2;而当应力方向靠近[101]时,760℃横向持久强度仍保持σ_(>100)~(760)=54kg/mm~2,为纵向性能的2/3,亦能充分满足发动机设计对叶片横向性能的要求。     

DD3单晶合金对开叶片TLP扩散焊工艺探索研究

以我国第一代镍基单晶高温合金DD3为研究对象，采用为DD3合金配制的非晶态箔状中间层合金D1F，对DD3合金瞬间过渡液相扩散焊(TLP扩散焊)接头组织与性能进行了分析，接头高温持久性能达母材性能指标的90％。同时对DD3单晶合金对开叶片扩散焊可行性进行了探索。     

DD3单晶合金高温低周疲劳行为研究

DD3 Ni基单晶高温合金是我国自行研制的第一个高性能低成本单晶合金,并且已在某型号发动机上进行试车考验。为使DD3单晶叶片安全可靠地使用,本文研究了在疲劳蠕变交互作用下合金的时间相关疲劳行为,并采用应变能区分法对DD3合金的时间相关疲劳进行了寿命预测。结果表明,该方法对DD3合金具有良好的寿命预测能力。最后,对760℃低周疲劳与蠕变-疲劳交互作用下的合金断口及显微组织特征做了对比与讨论。     

DD3单晶合金短时液相扩散连接接头组织与性能研究

采用D1P和D1F两种中间层合金在1250℃下分别保温10,30min,1,2,4h扩散连接DD3单晶合金.这两种中间层合金是在DD3合金成分基础上添加了一定量的降熔元素硼,分别以粉和箔带形式使用.对上述规范下获得的DD3接头组织和性能进行了研究分析,结果表明, 扩散时间短,D1P中间层合金扩散焊接头组织很不均匀,在中间层合金流入处生成大量光板γ′相,对接头持久性能不利,1250℃下扩散4h接头的980℃持久性能为母材性能的60%;而D1F中间层合金扩散焊接头组织均匀一致,1250℃下扩散4h接头980℃持久性能超过母材性能的70%.     

再结晶对DD6单晶高温合金轴向高周疲劳性能的影响

为了研究再结晶对二代单晶高温合金DD6高周疲劳性能的影响,对标准热处理的DD6合金进行表面吹砂处理,然后分别在1120℃和1315℃保温4h,以获得不同类型的再结晶组织。在疲劳试验机上分别测试了光滑和含再结晶的DD6合金试样在1070℃的轴向高周疲劳寿命。采用SEM观察DD6合金再结晶组织及疲劳断口。结果表明:胞状再结晶和等轴再结晶降低了DD6合金的轴向高周疲劳性能,胞状再结晶作用小于等轴再结晶;含再结晶的DD6合金试样的轴向高周疲劳断裂机制为类解理断裂和枝晶间的局部韧窝断裂共存的混合断裂;再结晶使DD6合金试样变为多源疲劳断裂。高温条件下,再结晶晶界的存在加快合金试样的氧化损伤,显著缩短早期疲劳裂纹的萌生和扩展时间,降低合金的轴向高周疲劳性能。     

第二代单晶高温合金DD6长期时效后的拉伸性能

研究了第二代单晶高温合金DD6长期时效后的拉伸性能.结果表明:980℃长期时效后,[001]取向DD6合金760℃条件下保持了良好的高温拉伸性能;时效1000 h,抗拉强度仍然大于1000MPa,屈服强度接近900MPa;γ'相的变化对DD6合金760℃条件下的拉伸性能没有明显影响.     

DD6单晶高温合金导向叶片定向凝固过程数值模拟

建立涡轮导向叶片三维实体模型,采用有限元软件ProCAST对DD6单晶高温合金导向叶片凝固过程温度场进行数值模拟;测试DD6单晶高温合金导向叶片不同位置凝固过程的温度变化.结果表明:数值模拟结果与实测结果偏差小于5％,吻合良好;导向叶片叶身的温度梯度大部分保持在25～45℃/cm范围内,缘板处温度梯度约为35℃/cm,...     

热等静压对DD3单晶高温合金组织与性能的影响

选用两种热等静压工艺对DD3合金进行热等静压实验,研究了热等静压对DD3单晶高温合金组织与性能的影响.观察、分析了热等静压及完全热处理后组织,测试了经热等静压并热处理后合金的持久、蠕变及拉伸性能.结果表明:热等静压工艺可部分或完全消除DD3合金的铸造疏松或缩孔,但导致合金γ'强化相的回溶和不规则长大,热处理后γ'相粗大且立方化和规则性差,合金的中、高温持久和蠕变性能有所降低,对900℃拉伸性能无明显影响.     

Hf含量对第二代单晶高温合金拉伸性能的影响

在室温、760℃和980℃下,研究了Hf含量对第二代单晶高温合金DD6拉伸性能的影响,采用扫描电镜和透射电镜研究了合金拉伸断口和拉伸断裂显徽组织.结果表明,在本试验研究范围内,Hf含量对DD6合金的拉伸性能影响较小;不同Hf含量DD6合金室温下和760℃的拉伸断裂为类解理断裂,980℃的拉伸断裂为韧窝断裂.     

DD2单晶合金长期时效后的组织与性能EI

研究了DD2单晶合金经850℃、900℃,1000h、2000h和3000h长期时效后显微组织中的γ'相及合金持久性能。结果表明,DD2单晶合金时效后无任何有害相产生。     

喷丸对DD6单晶高温合金拉伸性能的影响

采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线(X-ray)和透射电子显微镜(TEM)等手段研究铸钢丸喷丸对第二代单晶高温合金DD6在500,600,650℃拉伸性能的影响。结果表明:500,600,650℃时,喷丸对DD6合金抗拉强度影响不大,略微提高屈服强度,显著降低伸长率和断面收缩率。喷丸DD6合金在流变应力上升到最高点后断裂,试样拉伸断裂后的横截面为圆形;未喷丸DD6合金拉伸曲线呈现双重阶段特征,试样拉伸断裂后的横截面为椭圆形。     

具有良好综合性能的DD2单晶高温合金

DD2单晶高温合金是具有良好综合性能的第一代单晶高温合金。该合金具有高的抗氧化性能、瞬时拉伸及持久性能 ,尤其是在 85 0℃和 90 0℃下经过 10 0 0～ 30 0 0 h长期时效后 ,无任何 TCP相产生 ,仍能保持良好的高温持久性能。     

[011]取向DD6单晶高温合金薄壁持久性能

采用薄壁试样研究了760,980,1070℃条件下[011]取向第二代单晶高温合金DD6的持久性能.结果表明:与标准试样(直径5mm)相比,DD6单晶高温合金薄壁试样的持久寿命与之相当.对合金760℃/590MPa,980℃/270MPa及1070℃/270MPa条件下组织分析发现:760℃合金γ’相局部发生变形,98...     

带有扭转小角度晶界DD6单晶高温合金的横向持久性能EI北大核心

在980℃/250MPa条件下,研究了DD6单晶高温合金扭转小角度晶界的横向持久性能。结果表明,0~4.0°晶界试样与[001]取向试样的持久寿命相近,表明DD6单晶高温合金的横向持久性能优异;4.0°晶界试样持久断裂不为沿晶断裂;随着晶界角度的进一步增大,合金的横向持久性能明显下降,断裂方式为沿晶断裂。     

单晶高温合金DD6拉伸性能各向异性

研究了[001],[011],[111]取向第二代单晶高温合金DD6的拉伸性能与断口组织。结果表明:DD6单晶高温合金存在拉伸各向异性,850℃以上[001]取向DD6单晶高温合金的抗拉强度与屈服强度分别高于[011],[111]取向合金的强度,[001],[011],[111]取向DD6单晶高温合金的拉伸断口具有类解理断裂与韧窝断裂的特征。     

一种第三代单晶高温合金中高温横向持久性能EI北大核心CSCD

研究一种镍基第三代单晶(single crystal,SC)高温合金在760℃/800 MPa,980℃/250 MPa与1100℃/137 MPa条件下的横向持久性能。结果表明:在760℃/800 MPa,980℃/250 MPa与1100℃/137 MPa条件下,该合金横向持久寿命与伸长率均低于纵向;横向与纵向持久断裂后的位错组态特征一致,760℃/800 MPa条件下断裂后γ′相中存在相交的层错,而1100℃/137 MPa条件下断裂后γ/γ′相界面形成位错缠结与高密度位错网;横向与纵向在760℃/800 MPa条件下为类解理断裂与韧窝断裂的混合断裂,而在980℃/250 MPa与1100℃/137 MPa条件下为韧窝断裂;第一代单晶高温合金DD3、第二代单晶高温合金DD6与本研究的第三代单晶高温合金中高温横向持久断裂机制基本一致;外应力方向垂直于定向凝固过程形成的一次枝晶间界面,是横向持久性能低于纵向的主要原因。     

一种第三代单晶高温合金中高温横向持久性能

研究一种镍基第三代单晶(single crystal, SC)高温合金在760℃/800 MPa,980℃/250 MPa与1100℃/137 MPa条件下的横向持久性能。结果表明:在760℃/800 MPa,980℃/250 MPa与1100℃/137 MPa条件下,该合金横向持久寿命与伸长率均低于纵向;横向与纵向持久断裂后的位错组态特征一致,760℃/800 MPa条件下断裂后γ′相中存在相交的层错,而1100℃/137 MPa条件下断裂后γ/γ′相界面形成位错缠结与高密度位错网;横向与纵向在760℃/800 MPa条件下为类解理断裂与韧窝断裂的混合断裂,而在980℃/250 MPa与1100℃/137 MPa条件下为韧窝断裂;第一代单晶高温合金DD3、第二代单晶高温合金DD6与本研究的第三代单晶高温合金中高温横向持久断裂机制基本一致;外应力方向垂直于定向凝固过程形成的一次枝晶间界面,是横向持久性能低于纵向的主要原因。     

一种提高DD3单晶高温合金蠕变性能的热处理工艺

根据DD3单晶高温合金的热分析和相分析结果,制定了新的热处理工艺.该优化工艺提高了合金的固溶处理温度,并增加了一级时效制度.研究了优化工艺热处理后DD3合金的蠕变及拉伸性能,对比分析了优化工艺和标准工艺处理后的组织、元素分布和力学性能.结果表明,优化后的热处理工艺改善了合金组织和元素的分布,显著提高了合金的蠕变性能.     

燃气轮机抗热腐蚀DD8单晶叶片材料及其应用研究

一、概述 抗热腐蚀单晶叶片材料DD8合金的研究工作,是西安航空发动机公司与金属研究所在共同研制WS9G2(13000马力)燃气发生器高压二级涡轮叶片材料DZ38G定向凝固叶片工作的基础上,为开发研制WS9G3(15000马力)燃气发生器涡轮叶片材料时,由设计部门提出来的。     

GH118合金叶片模锻工艺及锻件质量

GH118是高合金化的Ni-Cr-Co变形高温合金,用来制造950℃以下工作的航空发动机涡轮转子叶片。与GH49相比,GH118合金的热强性高、晶粒细、疲劳性能好、比重小、抗氧化抗腐蚀性好,用以代替GH49合金制造涡喷型发动机一级涡轮叶片,可避免GH49合金因存在大量粗晶而报废;同时因GH118合金叶