应力对单晶高温合金再结晶的影响

通过试验和理论计算相结合的方法研究了应力对单晶高温合金再结晶形成规律的影响。结果表明,再结晶的形成与应力密切相关。当施加的应力高于临界应力时才会产生再结晶,而低于临界应力则不会产生再结晶,并且再结晶临界应力随着温度的升高而降低。在相同温度下,试验合金的再结晶层厚度随着应力的增加而呈线性增加;在相同应力下,再结晶层厚度随着温度的升高而呈指数增长。此外,随着温度的升高,再结晶层厚度的增长速率随应力的增加而增大。     

C含量对单晶高温合金再结晶的影响

采用选晶法在真空定向凝固炉中,制备了C含量分别为0.019%、0.048%、0.074%和0.094%的单晶高温合金,合金表面吹沙后分别在1 250、1 300℃进行真空热处理,研究不同C含量对单晶高温合金再结晶的影响。结果表明:随着合金中C含量升高,碳化物含量增多,其形态由块状转变为骨架状、发达骨架状;随着C含量增加,合金再结晶层深度无明显变化趋势,这表明碳化物对合金再结晶无明显的抑制作用,随着热处理温度升高,再结晶厚层深度明显增加;C对单晶高温合金再结晶抑制作用与形成碳化物的形态和密度有关,在合金表层形成高密度的碳化物,从而对再结晶晶界形成钉扎作用,阻碍晶界的迁移,能够起到抑制再结晶的作用。     

单晶高温合金再结晶的抑制方法研究进展

单晶高温合金具有优异的高温力学性能,是制造先进航空发动机涡轮叶片的主要材料。单晶高温合金的优异性能主要来源于消除了晶界,而再结晶的出现会显著降低合金的高温力学性能;因此,研究单晶高温合金再结晶的抑制方法对单晶高温合金叶片的安全使用具有重要意义。本综述主要介绍了近年来国内外对于单晶高温合金再结晶抑制方法方面的研究成果,包括预回复热处理、渗碳、涂层以及去除表面变形层等对再结晶的抑制作用,以及晶界强化元素对再结晶危害的修复作用。     

定向凝固和单晶高温合金的再结晶

本文系统分析了定向凝固和单晶高温合金再结晶的特点、危害以及影响再结晶的主要因素,阐述了再结晶的物理本质.再结晶行为受合金元素、变形程度、热处理温度及时间、变形速率、变形工艺等的影响.再结晶的物理本质是由铸态γ'相溶解控制的高能态畸变组织向低能态无畸变组织转变的过程.镍基定向凝固高温合金再结晶开始温度在1050℃左右,钴基定向凝固高温合金在1100℃左右.定向凝固和单晶高温合金的动态再结晶行为主要与高温氧污染和自由表面有关.再结晶对高温持久、疲劳性能影响较大,含再结晶层的断口源区表现为沿晶断裂.目前定向凝固构件上的再结晶检测普遍采用金相方法.     

定向凝固和单晶高温合金的再结晶研究

定向凝固和单晶高温合金具有优异的高温力学性能,是制造先进航空发动机涡轮叶片的主要材料.定向凝固和单晶高温合金的优异性能主要来源于消除了与主应力轴垂直的晶界,而再结晶的出现会显著降低合金的高温力学性能.针对近年来国内外对于定向凝固和单晶高温合金再结晶的研究,系统地介绍了定向凝固和单晶高温合金再结晶的特点、主要影响因素、再...     

镍基单晶高温合金再结晶过程仿真分析

以DD6镍基单晶高温合金为对象,建立了合金再结晶过程中晶粒形核长大、储能分布的数学模型,利用计算机模拟技术分析了材料热处理过程中再结晶的动力学曲线。模拟结果和文献实验结果具有很高的吻合度,为镍基单晶高温合金蠕变性能的优化提供了参考。     

合金状态对单晶高温合金DD6再结晶的影响

对单晶高温合金DD6进行表面吹砂处理,然后在1100～1250℃加热4h,研究其铸态与标准热处理状态的表面再结晶行为。结果表明:当加热温度为1200℃时,铸态合金出现等轴再结晶晶粒;而加热温度为1150℃时,热处理态合金出现等轴再结晶晶粒,铸态与热处理态合金的再结晶是由胞状再结晶晶粒和等轴再结晶晶粒组成的;随着加热温度的升高,等轴再结晶晶粒逐渐长大,胞状再结晶晶粒逐渐减少,胞状再结晶内部粗大的γ′相由长条状向颗粒状转变。由于铸态合金含有一定数量的粗大γ′相以及γ+γ′共晶组织,在相同的条件下,铸态合金的再结晶倾向小于热处理态合金的。     

单晶高温合金再结晶的影响因素

研究变形量、退火温度及稀土Re元素对单晶高温合金再结晶行为的影响。结果表明:随变形量的增加,再结晶区域的面积和深度增加;低变形量下再结晶晶粒数量较少,高变形量下再结晶晶粒数量较多。退火温度影响γ’相溶解率,进而影响再结晶晶粒和晶界形貌,1270℃退火,再结晶晶粒呈枝晶状,晶界有少量M6C碳化物析出;1305℃退火,再结晶晶粒为等轴状,晶界上析出的碳化物尺寸较大、数量较多。随着Re含量的增加,合金的再结晶面积明显减小,Re元素具有抑制再结晶行为的作用。     

基于计算机仿真镍基单晶高温合金再结晶过程分析

再结晶是影响高温合金高温蠕变性能的重要因素.以DD6镍基单晶高温合金为研究对象,建立了再结晶过程中形核生长、储能分布、晶粒长大的数学模型,利用计算机模拟技术分析了材料热处理过程中再结晶的整个过程和动力学曲线.该研究为镍基单晶高温合金生产过程中的蠕变性能优化提供了参考.     

镍基单晶高温合金的动态再结晶(英文)

利用高温蠕变试验,研究SRR99单晶高温合金在低应变速率下的动态再结晶行为。结果显示,在大气环境且无涂层保护的情况下,长时间高温低应力作用会使单晶合金发生动态再结晶,动态再结晶的温度和临界应变量均低于静态再结晶,再结晶晶粒均位于试样边缘的γ′相贫化层内,再结晶深度较浅,一般不超过15μm。在高温低应变速率下,再结晶以完整晶粒的形式发生,晶粒内无条状γ′相存在。单晶合金在高温低应变速率下的动态再结晶行为主要与高温氧化有关。在实际服役条件下,表面涂层可有效抑制动态再结晶的发生。此外,还利用高温压缩试验,研究了SRR99单晶合金在高应变速率下的动态再结晶行为。在高应变速率下,单晶合金发生动态再结晶的温度和临界应变量均显著提高,再结晶以胞状组织的形式发生,晶胞内含有大量粗大的条状γ′相。     

单晶高温合金DD6热变形再结晶行为

为了探究单晶高温合金DD6热变形再结晶行为,采用Gleeble-1500热模拟试验机和电子背散射衍射系统(EBSD)研究了其力学性能及显微组织,以及再结晶的临界变形条件。结果表明,在实验温度范围内,单晶合金再结晶程度随变形温度增加而提高,随变形量增加以及变形速率降低而增加;再结晶的产生机制是由于合金相的不连续脱溶析出引起取向差的变化,产生晶粒的变化;在1090~1050℃,应变速率为0.1~1 s-1范围内,合金变形量超过6%将会发生再结晶现象。     

单晶高温合金再结晶形核条件及长大机制

对DD6单晶高温合金进行表面压痕处理,然后在不同温度(1220、1270和1310℃)热处理2h,研究合金再结晶的形核和长大行为.结果表明:γ'相溶解是再结晶的必要条件;再结晶晶粒以外,产生大量的亚晶界,离压痕中心越近,亚晶界密度越大,亚晶聚合粗化是再结晶的形核和长大机制.在γ'相溶解温度以上,γ'相对再结晶的形核和长大无明显影响.     

电脉冲处理下疲劳铜单晶的再结晶

对疲劳后的[1^-23]铜单晶体进行高电流密度脉冲处理可以形成多边形与椭圆形两种再结晶晶粒，晶粒尺寸分别为7．2－8．8μm和5．3－8.0μm。高电流密度脉冲处理造成的位错湮没会增大局部位错分布不均匀区域的位错密度梯度，从而形成再结晶的晶核，由于脉络结构分布均匀，在这一区域形成的再结晶晶粒没有明显的方向性，而在驻留滑移带处于脉冲电流处理的局部温升，增加了位错运动的可能性，导致再结晶晶粒之间间隔一定距离，由于电脉冲作用时间很短，晶粒没有足够的时间长大，从而形成晶粒尺寸较小的再结晶晶粒。     

Ni3Al基单晶合金IC6sx的表面再结晶

对Ni3Al基单晶合金IC6sx的表面进行吹砂变形处理;再在800-1260 ℃热暴露1-10 h,采用OM,SEM和EPM研究了IC6sx合金的再结晶行为.结果表明,合金再结晶开始形核的温度约1000 ℃,一次再结晶完成的温度为1200-1210 ℃.在1200-1240 ℃热暴露时的再结晶层厚度约为10 μm,而在1260 ℃热暴露时增长到约23 μm.再结晶在枝晶干长大的速度明显小于枝晶间,再结晶层和基体的枝晶干之间观察到一种由粗大条状γ′相和γ γ′相构成的胞状转变结构,这是由于枝晶干中粗大的γ′相阻碍再结晶向基体内生长形成的.     

过冷DD3单晶高温合金凝固组织细化的再结晶机制

用复合熔盐净化与循环过热相结合的方法,在0－210K过冷度范围内,研究了DD3单晶有高温合金凝固组织形态溶化过程,当地冷度△T超过△T5（153K）时,枝晶组织开始生变形、碎断,当△T超过△T^*（180K）时,组织完全转变为第二类粒状晶,粒化过程中位错及其它晶体缺陷的形态演变化表明,△T^*以上的晶粒细化是由再结晶机制控制的。     

NiCoCrAlYTa涂层/镍基单晶高温合金界面再结晶

采用低压等离子喷涂技术在镍基单晶高温合金上制备了NiCoCrAlYTa涂层,通过不同的真空热处理和预处理制度研究其对涂层/镍基单晶界面的影响.结果表明,1080℃真空热处理界面扩散带均产生胞状再结晶体,而1000℃和850℃无再结晶产生.预处理时喷砂压力大于0.2 MPa,在1080℃,6 h热处理后再进行850℃,24 h时效处理界面扩散带均产生再结晶体,无喷砂时无再结晶产生.同时热处理后界面处出现元素的相互扩散及富Ta的Ni2Ta和Cr2Ta相,Ta在胞状晶内偏聚.     

单晶高温合金DD6再结晶组织及其对持久性能的影响

对单晶高温合金DD6进行表面吹砂处理,然后分别在1100,1200和1300℃保温4h,研究了不同加热条件下DD6合金的再结晶组织及其对持久性能的影响.结果表明,DD6合金吹砂试样1100℃加热4 h形成胞状再结晶组织,胞状再结晶晶界前沿的基体中存在大量的位错缠结,合金的持久寿命略微降低;1200℃加热4 h形成胞状再结晶与等轴再结晶同时存在的混合型再结晶组织,合金的持久寿命降低;1300℃加热4 h形成等轴再结晶组织,等轴再结晶晶界上发现碳化物析出,合金的持久寿命严重降低.带有等轴再结晶组织的持久试样的断口形貌为沿晶断口,带有胞状再结晶组织的持久试样的断口形貌为韧窝断口,带有再结晶组织的试样裂纹起源于再结晶晶界.     

DD6单晶高温合金再结晶形核位置和机制研究

采用压痕变形方法,利用扫描电镜研究了DD6单晶高温合金在不同温度和状态下的再结晶形核位置及形核机理。结果表明,在低于γ′相溶解温度(≤1 220℃)进行热处理,胞状再结晶可以在碳化物、显微疏松、共晶处形核,1 220℃热处理等轴状再结晶可在表面形核,形成表面再结晶层。在1 270℃热处理时除了第二相形核外,再结晶主要在枝晶干上形核,形成了枝晶状再结晶,再结晶形核的主要机制为亚晶聚合形核机制。     

一种Ni3Al基单晶高温合金的再结晶动力学及组织变化（英文）

研究了一种Ni3Al基单晶高温合金的再结晶动力学及组织变化,解释了造成枝晶干和枝晶间再结晶行为不一致的原因。单晶合金经表面喷砂处理,再在惰性气氛中,于1280℃下退火不同时间形成再结晶晶粒。研究发现：枝晶干再结晶层厚度大于枝晶间再结晶厚度,枝晶干再结晶速率快于枝晶间再结晶速率。在退火过程中,枝晶间有Y-NiMo相析出,且强烈抑制再结晶。然而,随着时间的延长Y-NiMo析出相逐渐溶解,且抑制再结晶的作用逐渐减弱,最终,枝晶干再结晶层厚度仍然大于枝晶间再结晶厚度。     

W和Re对固溶态镍基单晶高温合金变形和再结晶的影响

镍基单晶高温合金固溶处理后,分别经过Brinell硬度计压痕和吹砂引入变形,热处理后观察再结晶,研究了W和Re元素对固溶态镍基单晶高温合金变形和再结晶的影响.结果表明,加入W和Re后,单晶高温合金变形后位错密度增大,位错缠结增多,再结晶形核时间滞后,即再结晶孕育期延长,再结晶深度明显减小.单晶高温合金经吹砂后,表面显微硬度明显增加,加入W和Re后,变形深度减小,再结晶晶界迁移速率最大值降低,且沿着再结晶深度方向,晶界平均迁移速率的变化与显微硬度变化趋势一致.