晶界角度对一种镍基双晶高温合金持久性能的影响

研究了晶界角度对一种镍基双晶高温合金持久性能的影响.结果表明,双晶试样的持久性能低于单晶试样.随着晶界角度的增加,试样的持久性能降低,断裂方式逐步由穿晶断裂向沿晶断裂过渡.随着温度的升高,由穿晶断裂过渡到沿晶断裂的临界晶界角度变小.871℃,552MPa条件下,12°晶界断口开始出现沿晶断裂特征;1100℃,120MPa条件下,4.5°晶界断口开始出现沿晶断裂特征.     

形变热处理工艺参数对冷轧态镍基高温合金晶界特征分布演变的影响

本文研究了不同形变热处理工艺参数对冷轧态镍基高温合金中晶界特征分布演变的影响。结果表明,在退火处理过程中,生长事故模型是静态再结晶(SRX)晶粒中新Σ3晶界形成的主要机制。随着退火时间和退火温度的增加,晶界迁移时间延长,晶界迁移速度加快,从而增加了生长事故的发生频率,促进了Σ3晶界的形成。此外,随着应变的增加,Σ3晶界的比例先减小后增大。在冷轧变形量为0.1和0.7时,Σ3晶界的比例均可达到60%左右,这与大晶粒团簇的形成密切相关。此外,本文还详细分析了不同工艺参数下,Σ1晶界、共格Σ3晶界、非共格Σ3晶界、Σ9晶界、Σ27晶界和随机晶界的演变规律。     

DD6单晶高温合金叶片小角度晶界组织

采用扫描电镜和透射电镜研究了DD6单晶高温合金叶片小角度晶界的铸态组织、热处理组织和长期时效组织.铸态小角度晶界组织中,粗大γ′相和块状共晶沿晶界析出;热处理小角度晶界组织中,晶界上有一薄层γ相,晶界两侧的γ′相立方化较好,但由于小角度晶界的存在,γ′立方体不完整;1070℃长期时效500 h小角度晶界组织中,晶界上析出粒状碳化物,无TCP相析出,DD6单晶高温合金小角度晶界组织有很好的稳定性.     

镍基高温合金低能孪晶界密度与热塑性变形参数的响应关系

为深入理解甚至描述热塑性变形过程中低能孪晶界密度(BLD∑3n)的演化,建立以平均晶粒尺寸和储能为变量的改进孪晶密度模型.对于Nimonic 80A高温合金,在温度范围1273～1423 K、应变速率范围0.001～10 s-1下进行等温压缩和EBSD实验,基于EBSD数据统计的晶粒尺寸和BLD∑3n结果对其孪晶密度模...     

典型镍基高温合金的再结晶机理

研究了GH4760、GH4738和AD730典型镍基高温合金在热变形过程中的动态和静态再结晶行为,并进行了压缩热变形和固溶退火实验。结果表明,动态和静态再结晶的成核机制以涉及晶界凸起的不连续机理为主。在动态和静态再结晶过程中,普通晶面向低指数晶面转变,产生了不同类型的台阶晶界,这种转变将使更多的晶界具有较低的能量。Σ3晶界上阶梯边界的形貌大多分解为{111}₁/{111}₂和90°{112}₁/{112}₂小平面。台阶状晶界促进了晶界迁移,加速了再结晶过程。再结晶完成后,部分台阶晶界保留,界面能降低,促进了后续晶粒生长。     

镍基单晶高温合金叶片模拟件平台处的枝晶生长和取向演化

制备了带平台的DD403合金变截面单晶铸件,分析了不同抽拉速率下平台区域的枝晶生长和取向演化。结果表明,平台底面由3种类型的区间构成:叶身区、二次枝晶区、平台边缘枝晶的"回路式"生长区。在平台边缘枝晶的"回路式"生长区与二次枝晶区之间的枝晶汇聚界面上,两侧枝晶的取向差由一侧向另一侧逐渐增大。随着抽拉速率的增大,枝晶汇聚界面上的取向差增大,其成为大角度晶界的倾向性增强,且枝晶偏转是枝晶汇聚界面上大角度晶界形成的主要原因。与晶粒间大角度晶界和亚晶粒间小角度晶界上恒定的取向差不同,枝晶汇聚界面上大角度晶界与小角度晶界的取向差是变化的。     

小角度晶界对DD6单晶高温合金980℃拉伸性能的影响

针对第2代单晶高温合金DD6,采用籽晶制备了小角度晶界双晶试样.初步定量研究了小角度晶界对单晶高温合金DD6 980℃拉伸性能的影响.结果表明,随着小角度晶界角度的增加,试样的塑性显著降低,抗拉强度下降.与[001]取向标准试样的韧窝型断裂不同,小角度晶界试样出现不同程度的解理断裂特征,在晶界角度较大时,出现明显的沿晶断裂特征.与[001]标准试样相比,小角度晶界试样的断裂过程发生了变化,导致断裂机制发生变化.在980℃条件下,垂直于拉伸应力轴的枝晶界和小角度晶界将导致合金拉伸性能的降低.     

Ni-Cr-W系高温合金晶界特征分布的研究

通过扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、取向成像显微技术(OIM)研究了在不同冷轧及退火工艺下 Ni-Cr-W 系高温合金晶界特征分布的规律。结果表明,70%变形量下再结晶完成所需时间较短,特殊晶界比例随着退火时间延长先增加后减少;10%变形量下再结晶驱动力较小,再结晶所需时间较长,特殊晶界比例在长时间退火后达到最大值。在晶粒团簇内部,晶粒之间有Σ3n的取向关系,而不同的晶粒团簇间,晶粒则没有这种特殊的取向关系。     

小角度晶界对单晶高温合金高周疲劳性能的影响

用双籽晶法制备了带有9°小角度晶界的DD6单晶高温合金试板,研究了小角度晶界对合金700℃高周疲劳性能的影响,并与[001]取向合金的疲劳性能进行了对比分析,用扫描电镜和透射电镜分析了其断口形貌和断裂机制。结果表明,带有9°小角度晶界合金的高周疲劳极限比[001]取向合金的稍有降低。疲劳裂纹萌生于试样表面或亚表面,而不在晶界上形成。小角度晶界试样的疲劳断裂机制有两种情况,大部分试样为类解理断裂,其它试样为类解理与沿晶混合断裂。     

小角度晶界对单晶高温合金N5持久性能的影响

以二代N5单晶高温合金为研究对象,利用高速凝固法（HRS）技术通过籽晶法制备了分别含有5.4°、9.8°、15.8°、18.4°小角晶界的N5合金双晶板。对含不同小角度晶界的N5合金双晶板所制备的标准样品在870℃下进行高温拉伸性能测试,在750℃/820 MPa和1 093℃/158 MPa条件下进行横向持久性能测试,再借助扫描电镜对各断口形貌进行分析。结果表明：随着小角晶界取向差的增大,N5合金的拉伸性能逐渐变差,塑性也逐渐减小,合金的屈服现象逐渐消失,合金的应变硬化现象逐渐减弱。除此之外,随着小角晶界取向差的增大,N5合金的持久性能降低,伸长率减小。     

微量元素对镍基高温合金共晶数量的影响

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、定量金相分析、差示扫描量热仪等研究了微量元素对一种镍基高温合金共晶数量的影响。结果表明,添加B、Zr、Y等元素都使合金的共晶数量有了明显的增加,而且同时加入两种微量元素对共晶数量的影响更加显著。分析表明,Zr、Y等元素由于具有较大的原子半径,阻碍了元素的扩散,导致糊状区偏析加剧而促进共晶组织的形成。而添加B增大了凝固区间,从而促进元素偏析导致共晶数量增加。     

稀土元素掺杂AgSnO2 的电子结构与弹性常数研究

AgSnO_2触头材料中的SnO_2是一种高硬度并且近乎绝缘的宽禁带半导体材料,使得触头材料的电阻增大,加工成型困难,用稀土元素La、Ce、Y掺杂SnO_2可以改善触头材料的性能。基于密度泛函理论的第一性原理,运用平面波超软赝势法,对SnO_2和掺杂稀土元素的SnO_2进行电子结构和弹性常数的计算。结果表明,掺杂可以提高导电性能、降低SnO_2的硬度,其中添加稀土元素La的SnO_2的硬度最小;Y掺杂SnO_2的硬度较小、导电性最高且普适弹性各向异性的指数最小。     

稀土元素对银的再结晶及晶粒组织的影响

微量稀土加入银中,有效地细化和稳定晶粒组织,明显提高再结晶温度(250℃左右)。其作用机制是稀土改变基体的晶界结构和位错组态,并使其有更高的热力学稳定性。同时稀土在晶界和层错上偏析形成弥散第二相(化合物和稀土氧化物),强烈阻碍晶界和位错的热运动。     

微量溶质元素在金属晶界的偏聚

溶质元素在金属晶界的偏聚可以分为两类，即平衡偏聚和非平衡偏聚。本文回顾了这两类偏聚现象及其机理，着重讨论分析了有重要工程用途的三类典型的晶界偏聚：硼在奥氏体晶界的两类偏聚的实验规律及对硼钢淬透性影响；磷在奥氏体晶界的平衡偏聚及对钢回火脆性的作用，钢中的其他合金元素对磷的偏聚的影响；硼在多种金属间化合物的偏聚及对这些金属间化合物塑性的影响及其机理。     

铸造镍基高温合金时效过程中晶界粗化行为仿真研究

以K480铸造镍基高温合金为研究对象,利用实验测量了不同时效时间下γ′相晶界和碳化物晶界的宽度,并分析了晶界粗化过程中的组织变化,利用计算机拟合了晶界粗化行为演变曲线。为铸造镍基高温合金生产过程中的微观组织控制提供参考。     

Enhancing the Oxidation Performance of Wrought Ni-Base Superalloy by Minor Additions of Active Elements

We show that the oxidation performance of Cr₂O₃-forming superalloy based upon the Ni-Cr-W system is significantly improved by the presence of minor concentrations of La, Si and Mn, which outweigh the detrimental effect of high W concentration in the alloy. Although Cr₂O₃ is known to transform into volatile CrO₃ at temperatures ≥950 °C, the respective protection is extended to temperatures reaching 1150 °C, which has also been correlated with the beneficial effects of La, Si and Mn. During high-temperature oxidation, an inner protective La- and Si-modified layer of α-Cr₂O₃ in contact with the superalloy substrate is developed and shielded by an outermost layer of MnCr₂O₄. The distribution of La and Si in the inner oxide layer has been characterized down to the scale of transmission electron microscopy, and the possible mechanisms underlying their beneficial effects are elucidated.     

稀土元素对AgCuNi合金材料组织性能影响研究

银铜镍系合金主要用作直流微电机换向器材料。采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、显微硬度仪、拉力试验机,以及真空熔炼等分析技术手段,研究了La、Ce等稀土元素对Ag-4Cu-0.5Ni0.5合金组织和性能的影响。结果表明,混合稀土的加入可对合金的显微组织进行细化和第二相球化,产生细晶强化和弥散强化的作用,合金的硬度、强度、摩擦磨损性能得到进一步地提高,有助于改善合金材料的耐磨性。     

稀土在渗硼及硼的复合渗中的作用

本文综述了近十几年来稀土在渗硼及硼的复合渗中的作用以及稀土对渗层组织性能的研究概况，并对其作用机理作了初步探讨。     

稀土元素对铬电沉积性质的影响

比较了几种稀土(La、Ce等)对铬沉积电流效率,覆盖能力,分散能力的影响,以及极化曲线峰值电流同这些性能间的关系。     

稀土盐浴渗钒的研究

研究了稀土对盐浴渗钒工艺及渗层某些(?)能的影响。结果表明,渗钒剂中添加稀土元素具有明显的催渗作用,渗钒速度约提高28%;稀土渗钒渗层的耐磨性、耐蚀性和抗氧化性均有所提高。稀土通过增大渗剂钒势、活化钢的表面、降低碳原子扩散激活能来提高渗钒速度。