回炉料对K441合金熔化温度及铸造工艺性的影响

通过差热扫描量热法(DSC)测定出K441回炉料合金的初熔温度、固相线温度和液相线温度;并采用回炉料合金制备导向叶片,统计出合格率,确定出回炉料合金对初熔温度、相变温度及合金铸造工艺性的影响.研究结果表明:随返回次数的增加,回炉料合金的初熔温度升高,合金的固相线温度及液相线温度变化不大.对叶片的铸造和加工表明,回炉料合金叶片的合格率高于新料合金.新料合金难以将碳含量控制在较低的水平,而回炉料熔炼合金可精确控制碳含量,使其低于0.025％,可控制铸件出现裂纹.回炉料合金铸造合格率和加工合格率均好于新料合金.     

返回熔炼次数对K417G合金热疲劳性能的影响

采用100%的K417G镍基铸造高温合金返回料进行了4次返回熔炼,研究了不同返回次数K417G合金的热疲劳性能并对裂纹区域进行了观察。结果表明:合金的热疲劳裂纹在试样的V型缺口尖端附近萌生,主要沿晶界生长,主裂纹生长以裂纹尖端连续开裂的方式进行,裂纹扩展主要沿晶界碳化物长大。随热循环次数的增加,返回料合金的热疲劳裂纹扩展速度比新料合金快,四返合金的热疲劳裂纹扩展最快。经120次循环后,新料与返回料合金的热疲劳裂纹长度均超过1 mm。随返回次数的增加,合金中的氧含量增加导致非金属夹杂物数量增加,热疲劳裂纹的扩展速度加快,返回料合金的热疲劳裂纹越长。     

返回熔炼对K414合金组织及性能的影响

采用100％的返回料熔炼镍基K414合金并进行了4次返回熔炼试验,测试了新料和返回料合金的化学成分及力学性能,并对合金的微观组织进行了观察.结果表明:随返回次数增加,合金中的主要成分无明显波动、气体含量未出现明显增加,返回料熔炼过程中可不添加B、Ce元素;返回料合金与新料合金的组织形貌无明显差别;返回料合金的室温强度有所降低,断后伸长率有所增加,冲击韧度略高于新料;合金在600℃条件下的抗拉强度有所增加,断面收缩率略有所下降,合金的持久寿命较新料合金略有降低,但均明显超出标准规定的要求.熔炼的返回料合金与新料质量水平相当.     

回炉料对K441合金性能及杂质元素含量的影响

通过采用真空感应熔炼法,对K441合金回炉料进行了四次熔炼,研究了回炉料对K441合金持久寿命、力学性能、杂质元素含量及微观组织形貌的影响.结果表明,经过四次回炉熔炼后合金的持久性能均满足标准的要求.合金的抗拉强度及塑性与新料合金相比变化幅度不大,但第四次回炉料合金的抗拉强度较高,这主要是由于Si元素的固溶强化作用所致.随回炉料合金回炉次数的增加,合金中的S元素含量降低,Mn含量变化幅度不大,P、Si元素含量增加.合金微观组织形貌观察表明,新料合金与回炉料合金中的碳化物均沿晶界分布,新料合金中晶粒内也存在部分碳化物.回炉料合金中的晶界存在杂质增加的现象.新料合金及回炉料合金中的γ'相数量相当,含量都较少,经多次回炉熔炼后合金中的γ'相尺寸减小.     

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。     

净化工艺对K4169合金返回料纯净度的影响

采用提高精炼温度和延长精炼时间的纯净化熔炼工艺,对K4169合金返回料及新料进行熔炼,与未经纯净化熔炼的返回料对比分析,测定三种不同状态合金的主成分波动情况、气体含量、浮渣面积、大样电解氧化夹杂含量。研究结果表明:经过纯净化熔炼工艺后的返回料,主成分无明显波动;气体元素O、N含量分别降低了15%和40%;浮渣面积及氧化夹杂含量分别降低了82%与83%。通过采取特殊纯净化熔炼工艺,能够有效降低返回料中气体与氧化夹杂含量,合金纯净度水平提高明显。     

V对DZ417G合金组织性能的影响

为掌握合金化元素v对DZ417G合金力学性能及微观组织的影响,熔炼出具有不同V元素含量的合金,并进行了力学性能测试和微观组织形貌观察.结果表明,随着V含量增加,DZ417G合金的高温断裂强度和塑性均有所提高.测定结果表明,760℃、725 MPa条件下,随V元素含量的提高合金的持久寿命增大,由90 h提高至245 h.对DZ417G合金微观组织观察表明,随合金中V含量的提高,合金中共晶相数量增加,合金中的碳化物析出数量增加,分散程度增大,合金中的碳化物组织变得更加细小.经热处理后,合金中枝晶干处γ’相为细小立方体型γ’相.     

多次返回对镍基合金K446组织与性能的影响

研究返回次数对K446合金成分、组织与力学性能的影响。结果表明:随返回次数的增加,返回合金的N含量随之增加,组织中疏松数量也随之增多。返回次数对K446合金高温断裂特征和高温拉伸性能没有明显影响,但降低持久性能。通过控制冶炼过程并在重熔时补加适量C、Al、Ti等活泼元素,多次返回合金性能仍高于技术条件指标要求。     

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.     

精铸K417G合金晶界损伤对其持久性能的影响

熔模铸造K417G合金低压涡轮工作叶片通常需要进行表面细晶处理,在晶粒度检查过程中容易产生过腐蚀现象。通过试验考察了FeCl3腐蚀剂、CuSO_4腐蚀剂对K417G合金表面及性能的影响。结果发现,当采用CuSO_4腐蚀剂进行不同时间的腐蚀后,合金晶界处的碳化物会脱落而形成晶界损伤。合金在950℃、235 MPa条件下的持久寿命表明,当腐蚀5min时,对合金的持久性能不会产生太大的影响,但是当腐蚀时间延长至20min,合金的持久寿命会大幅度降低。当采用FeCl_3腐蚀剂进行不同时间的腐蚀后,合金晶界处的碳化物不会脱落。合金在950℃、235 MPa条件下的持久寿命表明,当腐蚀5min和20min时,合金的持久性能变化不大,但是当腐蚀时间延长至40min后,合金的持久寿命大幅度降低。这主要是FeCl3腐蚀剂对合金的晶界并没有产生损伤,但是随着腐蚀时间延长,合金枝晶间的疏松有扩大趋势,这导致了持久寿命的降低。因此,采用FeCl_3腐蚀剂用于叶片晶粒度检查较为适宜。     

真空感应熔炼的碳烧损及氧含量影响因素研究

采用真空感应法熔炼K403及K417G镍基高温合金,熔炼期间用无纸记录仪进行监控。调整C的初始加入量和精炼时间,确定出合金熔炼期间的参数变化对C烧损及O含量的影响。结果表明:镍基高温合金K403真空感应熔炼期间,随C初始加入量由0.03%、0.09%增加至0.18%的过程中,合金中C烧损量由2.2%、3.8%增加至16.1%,合金中O含量由42×10-6、28×10-6降低至5×10-6;当精炼时间由30 min增加至40 min时,合金中C烧损量由7.7%提高至8.8%,合金中O含量由20×10-6降低至15×10-6。熔化速度和真空度对镍基高温合金K417G中的C烧损及O含量影响较大,熔化速度慢和初始真空度低,C的烧损量增大,但熔化速度慢有利于降低合金中O含量。精炼期间真空度对合金的气体含量影响较大,精炼期高真空有利于降低合金中的O含量。     

元素B对DZ417G合金组织性能的影响

为研究合金化元素B对DZ417G合金力学性能及微观组织的影响,制备了不同B含量的合金,并进行力学性能测试和微观组织形貌观察。结果表明:随着B含量增加,DZ417G合金900℃的抗拉强度和屈服强度均有所降低,塑性先降低后升高。980℃、216 MPa条件下,合金的持久寿命随B含量的提高而降低,760℃、725 MPa条件下,随B含量的提高合金的持久寿命变化不大。随合金中B含量的提高,合金中晶界区域析出碳硼化物数量增加,当合金中的B含量达到0.02%时,在共晶相周边可以观察到珠状硼化物共晶组织。经热处理后合金中γ′相由细小γ′相和粗大的γ′相组成。     

Zr在K4169合金凝固过程中作用的研究

利用手工电弧炉熔炼制备了Zr质量分数为0.00%～0.07%的K4169合金,采用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪以及差热分析对合金的凝固组织、元素偏析及熔点进行了研究。结果表明,Zr的加入促进了合金中Nb、Mo、Ti等元素的偏析,使铸态合金晶界析出的Laves相和碳化物数量增多,但随着Zr含量的增加Laves相又有所减少。Zr的加入提高了Laves相初熔温度,降低了合金的熔点。另外,微量Zr对K4169合金的凝固组织不利。     

氧化钇坩埚对镍三铝基高温合金返回料纯净化熔炼的影响

本文研究了Y2O3坩埚对N3Al基高温合金返回料纯净化熔炼的影响,并对使用Y2O3坩埚和MgO坩埚进行真空感应熔炼的结果进行了对比。结果表明：使用Y2O3坩埚对N3Al基高温合金IC21返回料进行纯净化熔炼有利于降低返回料中的H、N和O含量。和使用MgO坩埚相比分别降低了50%,80%,和80%。最低可以达到0.5 wppm,1 wppm 和2 wppm的数值。当精炼温度高于1550?C或精炼时间超过5分钟时,精炼参数对纯净化熔炼的效果影响很小。     

一种镍基高温合金蠕变过程中碳、硼化物的演变行为及结构表征

通过对一种镍基铸造K417G高温合金进行760℃/645 MPa、900℃/315 MPa和950℃/235 MPa 3种条件下的蠕变性能测试,并采用扫描电镜、透射电镜等实验方法对蠕变后高温合金微观组织进行表征,分析不同条件下的蠕变机理,并对比分析蠕变前后合金中碳、硼化物的形态、分布、晶体结构,研究不同蠕变温度和应力条件对碳、硼化物析出和演变行为的影响,并揭示碳、硼化物对镍基高温合金不同条件下蠕变性能的影响。结果显示,K417G高温合金的蠕变寿命随着蠕变条件由760℃/645 MPa向900℃/315 MPa和950℃/235 MPa转变先升高后降低。760℃/645MPa下,蠕变裂纹产生于MC型碳化物的碎裂;900℃/315 MPa下,蠕变裂纹一部分产生于晶界,另一部分产生于MC型碳化物碎裂;950℃/235 MPa下,蠕变裂纹全部产生于晶界。在760℃/645 MPa下,MC型碳化物不分解,晶界没有析出细小碳、硼化物;900℃/315 MPa下,MC型碳化物分解产生M23C6型碳化物,晶界析出细小均匀分布的M23C6型碳化物和M3B2型硼化物;950℃/235 MPa下,晶界M23C6型碳化物和M3B2型硼化物长大,呈条状分布。     

返回料添加比例对铸造钴基高温合金K640S 组织与性能的影响

研究了返回料添加比例对铸造钴基高温合金Ｋ６４０Ｓ组织和性能的影响。结果表明,随返回料添加比例的增加,合金中的氮含量明显增加,导致枝晶组织粗大、疏松倾向明显,引起力学性能的变化。当返回料添加比例大于６０％时,返回合金的高温拉伸强度降低,其中Ｍ２３Ｃ６型碳化物和基体的界面是拉伸破坏的起源地。研究发现,氮含量增加导致显微疏松增多,使高温蠕变第三阶段应变速率加快,导致Ｋ６４０Ｓ返回合金的持久强度和蠕变强度     

K417G高温合金中Mn的存在形式和分布及Mn含量对高温持久性能的影响

研究了Mn含量在0.09%~0.35%（质量分数）范围内变化对K417G高温合金的高温持久性能的影响,并且探究了Mn的存在形式和分布情况。结果表明,Mn固溶于γ基体中,并偏聚于γ+γ''共晶帽前沿的γ''贫化区的基体中。Mn元素促进了Al和Ti元素向枝晶间区域的偏析,从而增加了枝晶间区域γ+γ''共晶的体积分数,减小了枝晶干中γ''相的尺寸。随着Mn含量的增加,在950 ℃/235 MPa的条件下,合金的持久寿命和塑性均大大降低。Mn含量最小的合金具有最佳的高温持久性能。     

K417G合金γ+γ′共晶初熔特性及影响因素研究

采用水淬法测定出铸态及采用不同温度阶段处理后的K417G合金γ+γ′共晶相的初始熔化温度,对铸态合金及水淬处理后的合金的微观组织采用扫描电镜进行观察,确定出阶段热处理对合金中γ+γ′共晶相的初始熔化温度的影响。研究结果表明:铸态K417G合金中的γ+γ′共晶相主要由细小的γ+γ′共晶组织和粗大的γ′相组成,在共晶相的前沿存在少量的硼化物共晶组织。铸态K417G合金中的γ+γ′共晶组织的熔化主要发生在共晶相的前沿,熔化后出现大量的白色组织相。电子探针对熔化区的分析表明,熔化后形成的激冷组织主要为γ+γ′共晶,熔化区主要富集B、Mo和Cr元素。铸态合金中的γ+γ′共晶的初熔温度为1 220~1 230℃,而经1 090℃、1 100℃和1 110℃阶段处理10 h后合金中的γ+γ′共晶的初熔温度升高至1 280~1 290℃。     

采用BNi-5钎料钎焊K417G高温合金的界面组织和力学性能

K417G镍基高温合金具有优异的高温力学性能,可应用于航空发动机热端部件的制造中。采用BNi-5镍基钎料开展了K417G合金钎焊接头的研究,分析了不同保温时间对钎焊接头微观组织演变和接头高温力学性能的影响。在1 160℃保温15 min条件下,K417G合金接头界面处物相主要由γ+γ’相、富Ti碳化物相和(Ni,Cr)3Si相等物相组成。随着保温时间的进一步延长,界面反应和元素扩散更为充分;同时接头中的硅化物相分布呈分散趋势,物相尺寸得到细化。1 160℃×30 min条件下获得的接头950℃平均抗拉强度为412 MPa。     

氧化钇坩埚对Ni_3Al基高温合金返回料纯净化熔炼的影响（英文）

研究了Y_2O_3坩埚对Ni_3Al基高温合金返回料纯净化熔炼的影响,并对使用Y_2O_3坩埚和MgO坩埚进行真空感应熔炼的结果进行了对比。结果表明:使用Y_2O_3坩埚对N_3Al基高温合金IC21返回料进行纯净化熔炼有利于降低返回料中的H、N和O含量,和使用MgO坩埚相比分别降低了50%、80%和80%,最低可以达到0.5、1和2μg/g的数值。当精炼温度高于1550℃或精炼时间超过5min时,精炼参数对纯净化熔炼的效果影响很小。