热处理对单晶镍基合金成分偏析与持久性能的影响

为了考察热处理工艺对成分偏析及持久性能的影响,通过不同条件的热处理及微区成分分析,研究了固溶温度对合金中枝晶臂/枝晶间区域难熔元素偏析的影响.根据DSC曲线分析、组织形貌观察及持久性能测试,研究了热处理工艺对合金持久性能的影响.结果表明：铸态合金中元素Cr、Co、Mo、Re富集于枝晶干,元素Al、Ta、W等富集于枝晶间,经高温固溶处理可明显降低难熔元素在枝晶臂/间的偏析程度.根据DSC曲线确定出合金的初熔温度为1325℃,并制定出合金的热处理工艺.经较低温度固溶处理,合金中难熔元素的偏析程度较大,形成的筏状γ′相与应力轴方向成45°角,合金具有较短的持久寿命;而经1320℃高温固溶处理,元素的偏析程度减小,可较大幅度地提高合金的持久寿命.     

免耕播种机开沟圆盘淬火过程的数值模拟

用ANSYS10．0有限元分析软件，建立免耕播种机开沟圆盘淬火过程的数学物理模型，对圆盘水冷、油冷、空冷的温度场和应力场进行模拟分析，确定了该零件的最佳淬火工艺方案。     

中重型卡车桥壳用390Q高强度钢的焊接性能

对可能用于中重型卡车桥壳的390Q高强度钢板进行了焊接试验,对焊接接头的显微组织、焊接冷裂纹的倾向及其力学性能进行了分析研究.结果表明:390Q钢板在较低的线能量下可获得较优良的焊接接头显微组织,且接头冷裂纹倾向较小,并有良好的冲击性能;在焊接性能方面390Q钢优于16MnL钢,可替代16MnL钢用于中重型卡车冲焊桥壳的制造.     

一种含Re镍基合金在高温时效期间的组织演化

通过对一种含Re镍基合金进行1100℃长期时效处理及组织形貌观察,研究了时效处理对含Re镍基合金组织结构的影响.结果表明:元素W、Re可促进TCP相的析出.合金在1100℃长期时效期间,TCP相沿{111}晶面<110>方向以共格方式析出,在不同晶面多组针状TCP相可相互垂直、或互成60°角排列,并确定出析出的TCP相为μ相.在μ相析出的初始阶段,由于两相共格界面应变能的作用,使μ相沿γ′相的(111)晶面呈薄片状析出.随高温时效的时间延长,片状μ相增厚,两相界面失去共格,使晶格应变能降低;随后按界面能最小原理,μ相局部区域出现沟槽,可提高元素Re、W的化学位,其μ相不同区域的化学位之差促使元素扩散及μ相逐渐熔断,并直至发生球化,其中,两凸起μ相之间的界面张力σμ/μ是使μ相沟槽不断溶解加深及发生球化的驱动力.     

预压缩镍基单晶合金拉伸蠕变期间的组织演化

采用预压应力处理使镍基单晶合金中的γ'相转变成P-型筏状结构,通过拉伸蠕变曲线测定和组织形貌观察,研究了该合金拉伸蠕变中的组织演化.结果表明:在拉伸蠕变初期,合金中的P-型筏状γ'相转变为N-型筏状结构.由于高温拉应力导致γ'/γ两相中元素平衡浓度发生变化及P-型筏状γ'相的不均匀粗化,促使P-型筏状γ'相发生分解出现沟槽;沟槽区域溶质元素化学位的提高引起的元素定向扩散是γ'相逐渐溶断成类立方体结构的主要原因.切应力分量使立方,γ'相与应力轴垂直界面的晶格收缩可排斥较大半径的Al和Ta原子,拉伸张应力使平行于应力轴界面的品格扩张可诱捕较大半径的Al和Ta原子,是促使γ'相定向生长成为N-型筏状的主要原因.其中,在拉应力作用下类立方,γ'相不同界面的应变能密度变化是元素扩散及γ'相定向粗化的驱动力.     

Microstructure Evolution of A Pre-compression Nickel-Base Single Crystal Superalloys During Tensile Creep

采用预压应力处理使镍基单晶合金中的γ’相转变成P-型筏状结构, 通过拉伸蠕变曲线测定和组织形貌观察, 研究了该合金拉伸蠕变中的组织演化. 结果表明: 在拉伸蠕变初期, 合金中的P-型筏状γ’相转变为N-型筏状结构. 由于高温拉应力导致γ’/γ两相中元素平衡浓度发生变化及P--型筏状γ’相的不均匀粗化, 促使P-型筏状γ’相发生分解出现沟槽; 沟槽区域溶质元素化学位的提高引起的元素定向扩散是γ’相逐渐溶断成类立方体结构的主要原因. 切应力分量使立方γ’相与应力轴垂直界面的晶格收缩可排斥较大半径的Al和Ta原子, 拉伸张应力使平行于应力轴界面的晶格扩张可诱捕较大半径的Al和Ta原子, 是促使γ’相定向生长成为N--型筏状的主要原因. 其中, 在拉应力作用下类立方γ’相不同界面的应变能密度变化是元素扩散及γ’相定向粗化的驱动力.     

Re对镍基合金晶格错配度的影响

通过对不同Re含量镍基合金进行室温、高温X射线衍射谱线测定及持久性能测定,研究了Re含量及温度对镍基合金中γ、γ'两相晶格错配度及持久寿命的影响规律.结果表明:随Re含量增加,合金中γ、γ'两相的晶格常数增大,两相界面的晶格错配度及错配应力减小,致使蠕变期间合金中γ'相的筏形化速率降低,并可较大幅度地提高合金在高温区间的持久寿命.与γ'有序相比较,无序的γ相原子结合力较弱,且热容较大,致使其有较大的膨胀系数,故随温度提高,合金中两相的晶格错配度绝对值增大.合金中γ、γ'两相的晶格常数、热膨胀系数随温度变化服从指数规律;在试验的温度范围内,提出的数学表达式在高温区间,可较好地模拟γ、γ'两相的膨胀特性.     

锥杯试验在汽车深冲钢板成形性能评价方面的应用研究

通过对几种汽车用钢板的实验研究总结了锥杯值与薄板的顶压值、rm值、n值、屈服点和抗拉强度的对应关系,阐述了锥杯试验方法在汽车深中钢板成形性评价方面的意义,以及对于实际生产的指导作用.     

元素W，Co对Ni-Al合金层错能的影响

运用置换原子计算层错能的热力学模型,计算了Ni-Al-W,Ni-Al-Co合金的层错能.分析了W,Co元素对Ni-6Al合金,Al元素对Ni-5W,Ni-5Co合金层错能的影响.结果表明:随温度升高,合金的层错能提高.随着W,Co质量分数提高,Ni-6Al-xW,Ni-6Al-xCo合金的层错能均提高;随元素Al质量分数的增加,Ni-5Co,Ni-5W合金层错能降低.     

SPS界面反应增强机制调控的软磁复合材料磁性能和电阻率

设计软磁复合材料(SMCs)的绝缘层要兼顾软磁性能和电阻率。本研究以Fe/Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄复合体系为例, 研究界面MnO₂氧化剂对样品软磁性能和电阻率的影响, 揭示提高软磁性能和电阻率的SMCs界面放电等离子烧结(SPS)氧化还原机制。采用球磨法制备添加0、0.1wt%、0.3wt%、0.5wt%和1.0wt% MnO₂的核壳结构Fe@Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄(MnO₂)复合粉末, 随后SPS烧结制备Fe/Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄(MnO₂)块体SMCs样品, 通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)表征该样品的结构特征, 用精密电阻测试仪和振动样品磁强计测试该样品的电阻率和磁性能。研究发现, 添加0.5wt% MnO₂的Fe/Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄(MnO₂)块体SMCs样品比未添加样品电阻率提高33.7%、饱和磁化强度提高6.9%。研究结果表明, SPS烧结增强SMCs界面快速氧化还原反应, MnO₂氧化剂的添加使界面铁氧体离子浓度变化, 降低了B位电子跃迁频率, 提高有效波尔磁子数及B-B磁超交换作用, 表现出同时提高SMCs的软磁性能和电阻率的多重效应。