一种镍基单晶高温合金的显微偏析行为

研究了一种新型镍基单晶高温合金DD98铸态组织的显微偏析行为.实验结果表明,当合金以枝晶凝固时,组织中存在显微偏析.其中元素Mo、Cr、Ti、Ta、Al在枝晶间富集,Ti、Mo、Ta、Cr的偏析较为严重,Al的偏析程度相对小一些,Ni、Co、W为枝晶干偏析元素,其中W的偏析最为严重;共晶中富集Al、Ta、Ti、Ni,贫Co、W、Cr、Mo.凝固速率对枝晶偏析有显著的影响.随着抽拉速率的增加,元素Al、Mo、Co、Ti的偏析程度增加,而Ta的偏析程度降低,其它元素的偏析程度变化不大.     

单晶镍基高温合金的高温蠕变及相关参数

通过测定一种单晶镍基高温合金的高温拉伸蠕变曲线和位错运动的内摩擦应力σ0,建立了综合蠕变方程,计算出不同蠕变阶段的激活能和相关参数.结果表明在蠕变期间,内摩擦应力σ0随外加应力σ的增加而略有提高,但随温度升高而明显下降.在实验温度和应力范围内,在不同蠕变阶段,具有不同的激活能Q,时间指数m和结构常数Bi.因此,合金在不同蠕变阶段具有不同的蠕变机制.蠕变初期,形变机制是位错在基体通道中运动;而大量位错切入筏状γ'相中是蠕变第3阶段的主要特征,在γ'/γ两相界面产生空洞及空洞的聚集和微裂纹扩展是蠕变断裂的直接原因.     

一种镍基单晶高温合金的瞬态液相连接

研究了一种镍基单晶高温合金的瞬态液相连接方法(TLP)及其对合金组织性能的影响.结果表明,不同温度下Ni-Cr-B熔体对基片均具有良好的润湿性,平衡接触角均小于20°.在等温凝固过程中,随保温时间的增加,固-液界面不断由两侧向中间推移,共晶区宽度不断减小,直至接头中无任何残余液相存在,等温凝固完全结束.共晶区上的硼化物分别为MB和M23B6.TLP连接后的1010℃×248MPa的持久性能达到母材的90%以上.     

含5%铬镍基单晶高温合金相分析

近年来单晶技术的发展解决了镍基高温合金晶界强化问题,使镍基高温合金具有优良的综合性能。合金的高温性能除取决于合金成份和工艺外,还必需进行适宜的热处理。对于新型单晶合金应选择合适的固溶温度,尽可能使铸态粗化γ′,相固溶而使显微组织均匀化,以便时效时能保证析出大量均匀弥散的γ′,相(二次γ′),这种弥散γ′相能提供在一定γ′体积百分数下的最佳蠕变抗力。为了研究不同固溶温度对NASAIR—100合金的组织和性能的影     

用修正的θ函数预测单晶镍基高温合金的蠕变寿命

 采用修正的θ函数影射概念对单晶镍基高温合金的蠕变曲线进行了拟合和预测。根据一系列的实验数据建立了蠕变方程中有关参数的数学表达式,据此对1 040 ℃、137 MPa下的蠕变寿命进行了预测,预测精度达96%,远高于用早期的θ函数影射概念预测结果。该方法仅需确定3个参数,简化了计算,同时,线性参数表达式确保了预测精度。     

一种镍基高温合金黑斑缺陷的组织分析及形成机理研究

研究一种镍基高温合金饼坯出现的宏观偏析＂黑斑＂区域相变行为及析出相的形成特点,并采用热力学相计算手段对合金黑斑区的相变规律和元素的热力学平衡分配进行计算。结果表明,合金中黑斑主要是富Ti的碳化物严重偏析造成。从黑斑的组织特点分析及热力学相计算可以得出,Ti在凝固过程中发生了强烈的枝晶间液态偏聚,同时C也有一定程度的偏聚,这些元素不同程度的液态偏聚行为是造成黑斑相富集的主要原因。     

NiCrAlY涂层对镍基单晶高温合金氧化性能的影响

采用磁控溅射方法在镍基单晶高温合金基体上沉积NiCrAlY微晶涂层.用热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段研究了镍基单晶高温合金及其NiCrAlY微晶涂层在900～1100℃静止空气中的氧化行为.结果表明,镍基单晶合金及其微晶涂层在900℃表现出相同的增重规律,即经初期快速增重后,两者的氧化增重都变得非常平缓;在1000℃,单晶合金的氧化膜不断剥落,使动力学曲线上下起伏,而微晶涂层经初期快速增重后,动力学曲线趋于平缓;在1100℃,单晶合金由于氧化增重远大于氧化膜剥落所造成的失重,使氧化动力学曲线在整个氧化过程中都呈迅速增长趋势,而微晶涂层的氧化动力学基本符合抛物线规律.单晶合金表面形成含Al2O3、Cr2O3、NiO、CrTaO4和Ni(Al,Cr)2O4尖晶石等的复合氧化膜.施加NiCrAlY微晶涂层后,镍基单晶合金表面形成连续、致密且结合良好的单一氧化物Al2O3,使合金的抗氧化性能明显提高.     

一种[011]取向镍基单晶合金的蠕变断裂

研究了[011]取向的镍基单晶高温合金在750~980℃温度范围和200~680 MPa应力下的蠕变断裂特征.在扫描电镜上对各种实验状态下的蠕变断口和纵向剖面进行了详细观察.研究发现：在低温750℃和中温870℃不同初始蠕变应力条件下,枝晶间区亚晶界处不规则γ＇/γ界面是裂纹主要萌生场所,这些已萌生的裂纹在与外加应力轴垂直的（011）面上沿〈110〉和〈100〉两个方向扩展;980℃不同初始应力条件下,裂纹主要在合金中显微疏松孔洞处萌生,沿与外应力轴垂直的方向扩展.观察750℃和870℃不同应力状态蠕变试样的纵向剖面,对亚晶界区不规则γ＇相面积分数的测量和计算表明,用面积分数表征该合金[011]取向在中低温状态下的蠕变损伤程度是可行的.     

一种镍基单晶高温合金的再结晶

 研究了喷丸压力和喷丸时间对一种镍基单晶高温合金再结晶的影响。运用再结晶动力学,分析并探讨了喷丸处理后镍基单晶高温合金的再结晶动力学特征。结果表明:在固溶处理条件下,该镍基单晶高温合金很容易发生再结晶。喷丸处理压力越大,再结晶趋势越强。     

典型有色金属冶炼过程热力学模拟的研究进展

热力学模拟研究方法在冶金领域的应用越来越广泛,能够较好地研究火法冶金中涉及到的高温复杂化学反应。铜、铅冶炼过程主要以火法冶金为主,涉及反应大多是高温、多相、多组分的复杂化学反应,寻常的试验手段很难对反应机理进行研究。而热力学模拟方法通过模拟冶金过程反应,分析其热力学行为,明晰反应机理,提高企业生产效率,对实际生产过程进行理论指导。系统介绍了热力学模型及其算法的发展以及国内外研发的热力学模拟软件,重点介绍了热力学模拟在铜、铅冶炼过程中的研究现状,并对未来发展前景做出展望。     

铌硅化物基超高温合金与石墨坩埚氧化物涂层反应的热力学分析

利用热力学计算，分析了几种氧化物涂层Y2O3、ZrO2、Al2O3、MgO、CaO、Ce2O3和BeO等在高温下与新型铌硅化物基超高温合金中的几种主要元素Nb、Si、Ti和Hf之间反应的可能性，得到了这些反应的△G^-与温度T的关系图。通过比较这几种氧化物对合金熔体在高温下的化学稳定性，发现Y2O3和BeO对这些合金元素的化学稳定性较好，且Y2O3为熔炼铌硅化物基超高温合金用石墨坩埚的理想涂层材料。     

Ni-Co-Cr基合金中预测δ相的计算法

选择幂级数模型描述了过剩自由能项,并从二、三元实测相图上用数据优化程序获得了所需热力学参数和交互作用系数,进而用多元相平衡计算法成功地预测了镍、钴,铬基合金中σ相的析出。     

铁水预处理时氧化脱磷和预脱硅间的热力学分析

从热力学角度分析了铁水预处理时预脱硅和脱磷之间的关系,经理论推导后得到了终点[P]含量和[Si]含量之间关系计算公式。计算发现,一定温度下氧化法脱磷时,终点硅含量越低,其终点磷含量也越低,并提出了铁水预处理脱磷的措施：首先脱硅要脱到较低含量;渣要有较高CaO含量来固定脱磷产物P2O5;脱磷结束后,要尽量扒除冶炼渣,防止温度升高时回磷。     

HRB400钢中钒铌合金对氮溶解度影响的热力学研究

通过热力学计算研究了某厂HRB400钢中氮的溶解热力学及V、Nb合金含量对N溶解度的影响,研究结果表明：添加钒铌可有效提高氮的溶解度,但随着其含量的增加氮溶解度并不是单调递增的;以目前成品钢合金含量（质量分数）水平（V0.02%、Nb0.03%）,添加铌比钒对提高氮的溶解度更有效.     

Waspaloy合金碳化物和γ'相析出规律的热力学计算

利用热力学计算软件Thermo-Calc对Waspaloy合金中可能析出的平衡相以及元素含量变化对其影响进行了计算分析.结果表明:碳含量的增加可以明显地提高碳化物的析出量,但对碳化物的析出温度的影响较小;γ'的析出量和析出温度均随Al、Ti含量的增加而增加,Al的影响尤为明显;Ti是MC的主要形成元素,Ti含量的增加可以提高MC的析出量,但对其析出温度无太大影响;M₂₃C₆的析出量不受Cr含量的影响,而析出温度却随着Cr含量的增加而提高.     

Fe-18Cr-18Mn-C-Mo(Si)-N系相图垂直截面的热力学计算

利用Thermo-Calc软件和相关数据库对Fe-18Cr-18Mn-C-Mo(Si)-N合金系在氮气压力为100 kPa下随N含量变化的变温截面进行了计算.结果发现,随着C的质量分数从0增加到0.12%时,γ相区没有发生明显的变化,但对碳化物M23C6的析出产生了显著的影响,从而改变了高氮钢奥氏体化后的析出序列.当继续添加质量分数为2%的Mo时,γ/a γ相边界向右侧移动,不但存在碳化物M23C6还有碳化物M6C.当添加不同含量的Si时,γ相区明显缩小,而且碳化物M23C6的析出温度与成分也发生了很大的变化.Fe-18Cr-18Mn-O.09C-0.8Si-0.5N钢的奥氏体化温度及Cr2N相析出温度与该合金系的热力学计算结果符合,表明这些计算结果可为Fe-18Cr-18Mn-C-Mo(Si).N合金系的成分设计及热处理工艺提供依据.     

Nb-Ti微合金钢中第二相析出的热力学计算

分析了Nb-Ti微合金钢在液相、凝固过程、奥氏体以及铁素体相中氮化物、碳化物和碳氮化物等第二相析出的热力学条件,计算了钛和铌的碳化物和氮化物在不同温度下的溶度积,由此得出微合金钢在不同相阶段的析出规律。计算结果表明,在该微合金钢中,氮化物、碳化物和碳氮化物不可能在液相中析出;TiC0.03N0.97和TiN在凝固过程中具备析出的热力学条件;在奥氏体相中,随着温度的降低,氮化物、碳化物及碳氮化物的析出顺序为:NbC0.75N0.25、NbC、TiC、NbN。     

W、Co对Ni合金层错能影响的热力学计算

运用置换原子计算层错能的热力学模型,计算了Ni-W、Ni-Co合金的层错能.结果表明:随温度升高合金的层错能提高.随着W、Co含量的提高,Ni-W、Ni-Co合金的层错能提高;随W、Co质量分数的增多,Ni合金层错能先增加后减小,存在极大值,但W使Ni合金层错能增加的幅度较小.     

铼对单晶高温合金γ、γ′相的影响

 以DD6合金为基础，适当调整铼含量，浇注出4种不同铼含量的单晶合金。通过对标准热处理后合金试样扫描电镜和透射电镜的观察、测量和分析，研究了铼含量对热处理合金γ、γ′相尺寸、分布、体积分数以及合金元素在两相间的分配行为的影响。结果表明，铼对上述各因素的影响显著。