GH4061合金在高压富氧环境下的燃烧行为

基于自主研制的金属富氧燃烧实验设备,在O₂浓度为99.5%、压强为3.5～25 MPa条件下,对GH4061合金进行了燃烧实验,使用高速相机、SEM、EDS和XRD对合金燃烧过程以及燃烧后的试棒进行观察分析,研究了高压富氧条件下GH4061合金的燃烧过程,并分析了其燃烧机理。结果表明,随着O₂压强的提高,试棒燃烧长度增大,同时燃烧速率加快。根据ASTM-G124标准,GH4061合金在99.5%纯O₂室温点燃条件下,燃烧阈值约为5 MPa。合金的燃烧区域自上而下可以分为过渡区、熔化区、燃烧前沿和氧化物区。燃烧过程中,燃烧热较高的元素优先燃烧,液态金属与O₂接触发生反应形成熔融的氧化物,其中密度较低的氧化物会上浮至熔化区,并在上浮过程中凝固形成尺寸较小的富Al/Ti氧化物和尺寸较大、具有枝晶形貌的混合氧化物。基于热力学理论,分析了O₂压强对合金燃烧行为的影响。     

一种单晶高温合金的高温抗氧化性能研究

在高温度梯度真空定向凝固炉中,采用螺旋选晶法制备了一种单晶高温合金试样,分别在1 050℃、1 100℃和1 140℃研究了合金抗氧化性能,采用扫描电镜、X射线衍射仪、能谱分析仪对氧化物进行了分析。结果表明,合金具有优异的高温抗氧化性能,不同温度的氧化动力学曲线基本遵循抛物线规律。合金1 050℃和1 100℃的氧化膜保持完好,1 140℃氧化膜少量剥落。合金不同温度的氧化产物基本相同,氧化膜分三层,外层为不规则球形Ni O,中间为混合氧化物,内层由深色的Al2O3组成。氧化物下面都形成了无γ′相和γ′相减少的区域。     

近α型高温钛合金富氧燃烧组织特征及形成机理研究

采用摩擦氧浓度实验方法点燃近 α 型TA19钛合金,获得富氧条件下临界着火和扩展燃烧后的着火损伤试样,结合扫描电子显微镜、能谱分析、透射电子显微镜和X射线衍射分析等手段研究燃烧产物的相组成、燃烧组织特征及形成机理。结果表明：TA19钛合金临界着火产物主要有TiO、Ti3O、金红石型和锐钛矿型TiO2,起始燃烧温度在500℃左右;扩展燃烧产物主要有TiO和金红石型TiO2,结合熔凝区形成的四方结构ZrO2判断持续燃烧温度在1170℃以上。从燃烧表面到钛合金基体可分为四个区域：燃烧区、熔凝区、热影响区和过渡区。临界着火时在熔凝区形成富O的Zr固溶体、富O的 α-Ti 固溶体和富Al/Sn/Mo的 β 相;在热影响区形成大量富O的 α-Ti 固溶体和少量富Al/Sn/Mo的 β 相。扩展燃烧时在熔凝区形成富O的Al固溶体,富O的Zr固溶体,富O的 α-Ti 固溶体和富Al/Sn/Mo的 β 相;在热影响区形成大量富O的 α-Ti 固溶体和少量富O和Zr的 β 相,两者构成致密的层状组织阻止了O的向内扩散,同时也阻止了Ti的向外扩散。TA19钛合金在燃烧过程中首先扩散到熔凝区界面前沿的是元素Zr,其次为Al,这与TA15钛合金燃烧过程中Al先扩散到熔凝区界面前沿有差异,其原因可能是由于TA19钛合金中的Zr含量是TA15钛合金Zr含量的2倍,Zr的活度更高。近 α 型高温钛合金的主要燃烧机理是富O固溶体的形成,从组织角度,较高的等轴相含量有利于固溶更多的O;从合金成分角度,适当控制Ti、Al、Zr元素含量有利于获得致密的富O固溶体。     

一种定向凝固高温合金的薄壁效应研究

采用定向凝固无余量精铸工艺，制造了接近于空心涡轮叶片的２和壁厚的管状薄壁试样，研究了一种定向凝固高温合金的薄壁性能，结果表明，薄壁试样的持久性能与标准试样相比没有明显的下降，说明在本试验条件下，该合金的薄壁效应不明显，从工艺因素和显微组织方面讨论了试验结果。     

一种性能优异的过热器管材用高温合金GH2984

简要介绍一种性能优异的过热器管材用铁基高温合金GH2984的成分设计与性能．该合金的特点是不含贵重元素Co，且有32％-34％的Fe，因而成本低廉．分析了这一合金制作舰船用和超级超临界发电锅炉用过热器的优越性．舰船实际应用结果表明，GH2984合金是一种性能优异的舰船用过热器管材合金．该合金也是超级超临界燃煤电站锅炉用过热器和再热器管材用钢的重要候选材料．     

模锻工艺对高温合金性能的影响

就模锻加热工艺 ,模锻变形工艺 ,模锻冷却工艺对 GH36、GH132、GH4 133B等合金的组织和性能的影响作了说明     

一种新型镍基高温合金长期时效后的组织和性能

研究了一种新型镍基高温合金在不同温度下长期时效后的组织及冲击韧性、硬度等性能．结果表明，合金在593℃和704℃时效l000h后，主要析出相是γ′和MC，在704℃以上又析出了M23C6．合金在750℃时效l000h后晶界处开始析出η相，而在849℃时效l000h后晶内出现了大量的片状η相，呈魏氏体分布．γ′相随时效温度的增加生长迅速，且在849℃时效l000h后出现回溶．没有发现σ等脆性相的出现．随着时效温度的提高，合金的冲击韧性下降，由韧性断裂变为脆性断裂．室温显微硬度随时效温度的提高而降低，主要由γ′的长大所致；合金在标准热处理条件下的高温显微硬度高于室温显微硬度．     

喷射成形镍基高温合金的显微组织特征

采用喷射成形技术制备了镍基高温全金沉积坯,对合金沉积态、热等静压态和热处理态的显微组织进行了观察,并对共热处理后的维氏硬度、拉伸性能及断裂组织特征进行了测试和分析结果表明喷射成形高温合金组织细小、均匀,呈现出黄型的快速凝固组织特征。合金具有良好的高温组织稳定性。适宜的热等静压和热处理可使材料具有良好的拉伸性能     

高温合金喷射成形过喷粉末的凝固组织特征

研究了高温合金喷射成形过粉末凝固组织特征。结果表明：粉末呈相当圆整的球形,内产组织随颗粒粒度的不同呈现多晶核与单晶核生长及发达与欠发达枝晶形态,粉末粒度在１０－２００μｍ之间,冷却速度在１０＾３－１０＾６Ｋ／ｓ之间,并从热传输和凝固过程上简要分析了过喷粉末快速凝固组织的形成机制。     

一种新型变形高温合金的组织与性能分析

采用热力学相计算、光学显微镜、扫描电镜、透射电镜及化学相分析等手段研究了一种新型变形高温合金标准热处理状态的基本组织,并通过与Waspaloy合金组织的对比,揭示了这种合金既具有较高的高温蠕变强度,又具有良好的加工性能的内在原因.结果表明,标准热处理状态的实验合金由大小不均匀的等轴晶组成,平均晶粒尺寸约为80 μm.合金中除基体γ外,晶界和晶内还分布着颗粒状的Cr23C6和少量(Ti,Mo)C相;γ′强化相弥散分布于基体中,其平均尺寸约为25 nm,质量分数为16.9%.适当增大固溶强化元素Mo的含量,减少γ′形成元素Al或Ti的含量,可得到既具有较高蠕变强度又具有良好加工性能的镍基变形高温合金.     

MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF NOVEL 718 SUPERALLOY

Recently, a novel 718 superalloy with remarkable structural stability at 680℃ has been designed and fabricated by CISRI (Central Iron and Steel Research Institute) etc. Phase identification of novel 718 alloy under the above-mentioned heat-treatment condition was performed using optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), and transmission electron microscopy (TEM). Results show that the novel 718 alloy has outstanding structural stability at 680℃. The novel 718 alloy possess excellent structural stability and good mechanical properties, which is attributed to ?酌'-phase strengthening and also to the specific sandwich structure of the ?酌' ＋ ?酌' strengthening phase.     

Effect of Heat Treatment on Microstructure and Mechanical Properties of GH4169 Superalloy

研究了4种热处理制度对GH4169合金显微组织、室温拉伸、650℃拉伸和持久性能的影响。结果表明:980℃固溶加两阶段时效处理,合金的室温和650℃拉伸的屈服强度和抗拉强度最高;960℃固溶加两阶段时效处理,合金的持久寿命最长。固溶处理调整y相的含量,主要强化相y"在720℃时效时析出,辅助强化相y’在620℃时效析出。     

纯净化制备对DZ125L合金组织和力学性能的影响

通过普通熔炼和纯净化工艺分别制备不同O,N,S,P等杂质元素含量的定向凝固镍基高温合金DZ125L。采用金相显微镜、扫描电镜等方法对不同杂质元素含量合金的微观组织进行观察和分析,并测定不同合金的拉伸、持久、蠕变、疲劳等性能。研究结果表明,纯净化制备方法可以进一步降低DZ125L合金中O、N、S、P的含量,使各杂质元素含量均由0.0010%左右降至0.0005%以下,合金纯净度得到改善;随着合金纯净度的提高,合金中疏松和夹杂物的含量进一步降低;纯净化工艺制备的DZ125L合金室温及760℃、850℃和980℃下的抗拉强度和屈服强度得到一定改善,合金760℃/800MPa、850℃/560MPa及980℃/250MPa的持久寿命得到提升,而1040℃/150MPa持久寿命变化不大;随着杂质元素含量的降低,DZ125L合金950℃不同应力下的蠕变变形速度减缓,而760℃高周拉压疲劳寿命得到较大提升。     

改型K21合金高温拉伸强度研究

对经真空熔炼浇注的改型K21合金分别在室温、800℃、900℃和950℃下进行拉伸试验。结果表明:改型K21合金的抗拉强度(σb)从室温的612.5MPa增大到800℃的805MPa,呈逐渐增大的趋势,800℃的抗拉强度具有较高值。900℃的瞬时抗拉强度下降为615MPa,与室温相当,950℃下降加速。伸长率从室温的7.0%降低为900℃的1.2%,呈逐渐降低的趋势,950℃时伸长率为2.2%,稍稍有所提高。因此,在低于900℃时,改型K21合金具有较好的强度,可作为900℃以下温度范围内的等温锻造用模具材料。     

热处理对M963合金显微组织和拉伸性能的影响

研究了不同热处理工艺对M963合金显微组织和拉伸性能的影响。结果表明，经1210℃，4h空冷固溶处理后，合金的强度升高，但塑性降低，尤其是在高温(900℃)时塑性降低幅度更大：固溶处理后再进行850℃，16h炉冷时效，强度进一步提高，高温塑性获得恢复，但室温塑性进一步降低。扫描电镜观察发现：合金在l210℃，4h空冷固溶处理过程中，初生MC碳化物发生转变，并在晶界和枝晶间析出M6C碳化物；在固溶处理后的空冷过程中，从γ溶体基体中析出细小γ相；经850℃，16h低温时效后，γ充分析出并长大。断口形貌分析表明不同热处理状态的合金，其断裂机制不同。根据位错与强化相之间的相互作用理论讨论了这种热处理工艺对室温和高温拉伸性能的不同影响规律。     

固溶温度对FGH95粉末高温合金性能的影响

采用等离子旋转电极工艺 (PREP)制取镍基高温合金FGH95粉末。粉末经过筛分、静电分离去除非金属夹杂和在 40 0℃、1 33× 1 0 -2 Pa压力条件下真空脱气 ,然后装入不锈钢包套中 ,在 1 1 80℃热等静压 (HIP)固结处理。试样经过 1 1 2 0～ 1 1 80℃固溶处理、540℃盐浴淬火和两级时效处理 ,研究了固溶处理温度对FGH95粉末高温合金室温和 650℃的拉伸以及 650℃光滑持久性能的影响。结果表明 :在 1 1 2 0～ 1 1 80℃固溶处理 ,晶粒度没有变化。随着固溶温度的升高 ,室温和 650℃的性能变化规律相同 ,即强度增加 ,塑性降低 ,持久寿命升高 ,在 1 1 60℃以上固溶处理 ,抗拉强度变化不大 ,持久寿命开始下降     

返回料添加比例对K414合金成分及力学性能的影响

通过采用30％、50％和70％三种返回料添加比例进行K414合金的熔炼,并对合金进行化学成分分析、力学性能测定和微观组织形貌观察.结果表明:随返回料添加比例增加,合金中C、S含量略有降低,O含量变化不大,N、Si含量随返回料添加比例的增大而增加.细小夹渣在合金凝固期间可作为形核质点,提高了凝固过程中的形核率,随返回料添加比例的增加,合金室温瞬时强度、塑性及冲击韧性有所增加.不同比例返回料合金在600℃、590 MPa条件下合金的持久性能富裕度较大,均能够满足合金的技术要求.600℃条件下随返回料添加比例增加,合金的高温瞬时强度无明显变化,伸长率略有降低.返回料合金与新料合金组织形貌差别不大,随返回料添加比例增加,合金中的碳化物数量略有降低,碳化物尺寸略有增大,合金晶界宽度没有明显变化.     

热处理对一种镍基单晶高温合金微观组织和持久性能的影响

研究了不同热处理工艺对一种镍基单晶高温合金的组织和持久性能的影响。结果表明：固溶处理时间越长，合金中的γ′相尺寸越均匀，有利于合金持久性能的提高。1080℃，4h和1150℃，4h时效后空冷获得的γ′相具有尺寸适合、立方度高的特点。2种时效处理对合金中温高应力的持久性能影响不明显，在高温低应力下，经1080℃时效处理的持久寿命略长。     

NiCrAlY涂层／Ni基单晶高温合金的元素扩散及界面特性

采用磁控溅射方法在Ni基单晶高温合金上沉积NiCrAlY涂层，研究了真空热处理及高温氧化过程中，NiCrAlY涂层／Ni基单晶合金界面显微结构的变化及元素扩散行为。结果表明，原始涂层成分分布比较均匀，各元素分布在涂层／基体界面呈陡然变化。真空热处理时，涂层与基体间发生互扩散，NiCrAlY涂层的显微结构和相结构发生变化：涂层／基体界面区出现互扩散层(内、外扩散层)；出现γ-Ni3Al和α-Cr两新相，导致涂层局部区域富Cr。1000℃氧化200h后，涂层／基体界面区的互扩散层增厚，并且在其下的基体中出现扩散影响层。Ta在涂层中扩散时，置换了部分γ-Ni3Al相中的Al，导致γ相的晶格常数α0增大。     

钽对激光熔覆CoNiCrAlY高温合金涂层组织结构的影响

用激光熔覆方法制备了不同Ta含量的CoNiCrAlY高温合金涂层。采用扫描电镜（SEM）对该涂层的形貌进行了观察和成分的能谱分析,采用XRD对涂层进行了合金的物相分析。结果表明,随着Ta含量的变化,熔覆层的组织形貌有明显不同,加Ta后涂层的基本组织是α-Cr、γ-Co固溶体、β-CoAl、钴钽化物等。Ta能促进Co3Ta和β-COAl的形成。