镍基高温合金粉末颗粒的凝固组织研究

本文按粒度分级研究了PGH95镍基高温合金粉末颗粒的显微组织和析出相。随着粉末颗粒尺寸减小,冷却速度增加,颗粒的凝固组织从树枝晶为主的方式逐渐转变为胞状晶为主方式。主要析出相为MC型碳化物,其形态随颗粒尺寸不同而呈多样性。还发现少量硼化物,Laves相和一次γ′相,它们往往与MC碳化物伴生存在,粉末颗粒中相析出特征与其成分,凝固条件、显微组织密切相关。     

粉末高温合金原始颗粒边界与MC型碳化物溶解度的关系

原始颗粒边界(PPB)是在粉末加热固结过程中MC型碳化物在颗粒边界析出造成的,利用扫描电镜(SEM)和电子探针X射线显微分析仪(EPMA)研究了 MC型碳化物在镍基高温合金中的溶解度与粉末高温合金中原始颗粒边界(PPB)的关系.结果表明:强碳化物形成元素(Ti、Zr、Hf、Nb、Ta)对应的MC型碳化物在镍与镍基高温合金中的溶解度顺序为:TiC＞NbC＞TaC＞ZrC＞HfC,同时温度越高MC型碳化物的溶解度越大;在镍基高温合金中溶解度较大的TiC容易在粉末高温合金的PPB上析出,而溶解度较小的TaC则避免了这种现象.未添加Ta元素的FGH4098合金中原始颗粒边界(PPB)上的MC型碳化物主要为TiC;添加Ta元素的FGH4098合金,制粉过程中会在粉末颗粒内部析出更多的含Ta的MC'型碳化物,在随后的热等静压过程中,这种MC'碳化物转变成为更高稳定性的MC型碳化物(Ta,Ti,Nb)C.(Ta,Ti,Nb)C存在富Ti的核心,Ti和C元素被"固定"在了碳化物中,阻碍了 MC型碳化物在PPB上析出.     

快速凝固条件下单晶镍基高温合金中MC型碳化物的形态及生长机制

研究了快速凝固条件下，ＭＣ型碳化物的生长形态规律及生长机制。结果表明，随着冷却速度的提高，碳化物的形态和成分都有明显改变，从枝晶形的（Ｔｉ，Ａｌ）Ｃ经花形的（Ｔｉ，Ａｌ，Ｔａ）Ｃ至块形的（Ｔｉ，Ｔａ）Ｃ。其生长机制为小平面侧向生长及随机分叉。     

镍基粉末合金中碳化物的析出行为研究

研究了FGH95镍基粉末合金固溶处理后的碳化物析出行为,并计算了碳化物的析出温度。结果表明,镍基粉末合金经过1 160℃固溶处理后,有不连续碳化物在晶界处析出。计算结果显示,固溶温度高于1 080℃时会析出NbC,高于807℃时析出TiC。     

定向凝固DZ444镍基高温合金初生MC碳化物的分解行为

研究了定向凝固镍基高温合金DZ444在800,850和900℃下最长达104h长期时效过程中初生MC碳化物的热稳定性、MC分解机制及其分解对组织演化的影响.结果表明:DZ444合金初生MC碳化物的热稳定性较低.在长期时效过程中,MC分解不断加剧;同时,MC分解区域内产物不断发生变化,在MC分解初期产生了典型的SM结构(sandwich microstructure),在MC分解中期出现了h相,在MC分解末期析出一定量的h-M6C和h-M23C6.MC分解过程可以大体地描述为:MC+g→SM-M23C6+SM-M6C+SM-g'→SM-M23C6+SM-M6C+SM-g'+h→SM-M23C6+SM-M6C+SM-g'+h+h-M6C+h-M23C6,其中二次碳化物的类型主要为M23C6,且随着时效温度的升高和时效时间的延长,二次M6C含量略有增加.MC的分解能够促进晶内M23C6沉淀、s相析出和晶界粗化.     

镍基高温合金定向凝固过程中MC型碳化物的分形分析

利用分形物理分析的方法定量地描述了定向凝固过程中MC型碳化物的生长形态发现随着凝固速率的增加,MC由宽大的枝叶状演化为三级分支的枝簇状,其信息维数随凝固速率呈指数规律上升,并结合非平衡热力学分析了在改变外界控制参数时MC型碳化物形态变化的物理机制     

等离子旋转电极雾化FGH95高温合金粉末颗粒凝固组织特征

对等离子旋转电极雾化(PREP)FGH95高温合金粉末颗粒凝固组织特征进行研究,并用数值分析方法计算了FGH95合金粉末凝固过程中冷却速率与粉末粒度之间的关系,结果表明:粉末颗粒表面凝固组织主要是树枝晶和胞状长大晶,随着粉末颗粒尺寸的减小,内部凝固组织由树枝晶为主逐渐转变为以胞状晶及微晶组织为主,冷却速率与粉末粒度之间的关系为T=2.267×109d-1.649,由此得出FGH95合金二次枝晶臂距与冷却速率之间的关系为S=36.2T-0.24.     

预热处理对FGH95高温合金粉末中碳化物的影响

对等离子旋转电极雾化(PREP)FGH95高温合金粉末颗粒在不同温度下进行预热处理，并对热处理粉末中碳化物的变化规律进行分析，结果表明：经预热处理，粉末颗粒中的MC′型亚稳碳化物发生分解和转变，析出稳定的MC，M23C6及M6C型碳化物，明显改变碳化物的稳定性和分布状态。     

镍基粉末高温合金FGH96应变疲劳行为

对镍基粉末高温合金FGH96在750℃、应变比R=0.05下的应变疲劳循环应力响应曲线、循环应力-应变曲线和应变-寿命曲线进行分析,通过非线性回归拟合,得到基于Manson-Coffin公式及郑公式两种处理模型的应变—寿命曲线及相关参数。结果表明,FGH96合金在实验加载条件下,出现了循环软化—稳定—再软化断裂的应力响应特性,并随着加载应变幅的提高而愈加明显。与Manson-Coffin公式相比,郑公式在宏观预测应变疲劳寿命,尤其是确定材料疲劳极限问题上取得很好的预测效果。     

镍基粉末高温合金粉末直接锻造技术

镍基粉末高温合金的完全致密化可以通过适当地处理实现,而细化微观组织可以通过再结晶形核实现.本文使用普通液压机且在大气环境下通过粉末直接锻造制备完全致密化的镍基粉末高温合金零件.通过边界取向差测定及分析镍基粉末高温合金零件的再结晶程度.通过Deform-2D/3D有限元软件对粉末直接锻造过程中的实际负载状态进行了模拟验证...     

MC CARBIDE FLOATATION IN A HOT CORROSION RESISTANT SINGLE CRYSTAL Ni-BASE SUPERALLOY DURING DIRECTIONAL SOLIDIFICATION

The floating phenomenon of MC carbide(TiC)in a hot corrosion resistant single crystalNi-base superalloy was observed during planar and cellular interface directionalsolidification.The explanation about the phenomenon is presented.     

单晶高温合金定向凝固过程中初生碳化物的上浮现象SCIEI

本文在一种抗热腐蚀单晶镍基高温合金平面及胞状液-固界面定向凝固条件下,发现了初生碳化物(TiC)的上浮现象并分析了其形成原因。     

Hf在粉末冶金镍基高温合金中的相间分配及对析出相的影响

利用三维原子探针（3DAP）,SEM,TEM和相分离方法,研究了5种Hf含量的FGH97粉末冶金高温合金中Hf在γ基体、γ′相和MC相中的分配,以及Hf对γ′和MC析出相的数量、组成和形貌的影响.结果表明:Hf主要进入γ′相和MC型碳化物,γ′相变为（Ni,Co）₃（Al,Ti,Nb,Hf）,MC碳化物变为（Nb,Ti,Hf）C.随着合金中Hf含量的增加,Hf进入γ′相的比例基本不变,进入MC相的比例逐渐增大,进入γ相的比例逐渐减小,即Hf在γ′和MC相的分配比R₁逐渐减小,在γ′和γ相的分配比R₂逐渐增大,R₁和R₂的平均值分别为1:0.1和1:0.05,这表明Hf主要分配在γ′相中,其次分配在MC相中.Hf促进γ′相和MC相析出,影响γ′相的尺寸和形貌,对MC碳化物的尺寸和形貌的影响并不明显.     

Cu-50%Ni合金快速凝固过程中原子团簇演变的分子动力学模拟

采用NPT分子动力学模拟方法,应用周期边界条件,模拟了Cu-50％Ni(原子分数)合金熔体在不同冷却过程中原子团簇的演变情况,给出了以1×1014K/s冷速冷却至室温时Cu-50％Ni非晶体系中存在的各种结构单元,并研究了Cu,Ni原子在这些结构单元中的排列情况.结果表明,较高冷速下形成的非晶具有较高的能量和较高的非晶转变温度(Tg).在冷却过程中,原子间的短程作用逐渐加强,PCF图第一峰值逐渐增大. 1551键对在非晶体系中占主导地位,且受冷速影响较大.体系中除了正二十面体外,还存在着各种缺陷多面体,其中含1551键对较多的缺陷多面体其数目也较多. FK多面体与Bernal多面体数目始终很少.大原子(Cu)易于占据多面体顶点,而小原子(Ni)则倾向于占据各多面体中心较大的空隙.随着冷速的降低,各多面体数目均有不同程度的下降.     

RAPID SOLIDIFICATION OF HYPEREUTECTIC SILVER-COPPER ALLOY IN DROP TUBE

1.IntroductionDroptubeprocessingnotonlyprovidesatechniqueforcontainerlesssolidificationinmicrogravityenvironmentbutalsohasanadvantageofcombiningrapidcoolingwithhighundercooling.Therefore,ithasattractedgreatresearchinterestandhasbeenwidelyusedtostudytherapidsolidificationofalloysinrecelltyears[112].Ag--Cuisatypicalbinaryeutecticsystem,anditssolidificationmicrostructurehasbeeninvestigatedbyseveralmethods.Therelativelyearlyworkfocusedmainlyonthesolubilityofprimaryphase.Thesplatquenchingexperimen…     

THE ROLE OF NIOBIUM IN NICKEL-BASED SUPERALLOYS AND CHARACTERIZATION OF PM ALLOY EP741NP

1. IntroductionN iobium 'sprim ary role in superalloysisasa strengthenervia precipitation hardening and via solidsolution strengthening in a lesserextent. N iobium form s M C-type carbides in addition to the gam m adouble prim e (γ')phase N i3N b in iro…