定向凝固NiAl—28Cr—5.5Mo-0.5Hf合金中Ni_2AlHf相和Ni_(16)Hf_6Si_7相的研究

少量的Ｈｆ（０．５％）加入到定向凝固的ＮｉＡｌ－Ｃｒ（Ｍｏ）合金中,会产生Ｈｅｕｓｌｅｒ相Ｎｉ２ＡｌＨｆ,该相呈网状分布在ＮｉＡｌ／Ｃｒ（Ｍｏ）相界面区域．Ｎｉ２ＡｌＨｆ与ＮｉＡｌ之间不存在固定的晶体学取向关系,但有时也发现二者存在立方－立方取向关系：［１１１］ＮｉＡｌ［１１１］Ｈ,（１０１）ＮｉＡｌ／／（２０２）Ｈ,并通过高分辨电子显微照片分析了二者界面的精细结构由于定向凝固过程中,Ｓｉ元素进入到合金中,所以在此合金中发现了Ｇ－相Ｎｉ１６Ｈｆ６Ｓｉ７．细小弥散的Ｎｉ１６Ｈｆ６Ｓｉ７相呈立方体形状,与Ｎｉ２ＡｌＨｆ相相伴分布在ＮｉＡｌ／Ｃｒ（Ｍｏ）相界面附近同时讨论ＴＮｉＡｌ／Ｎｉ２ＡｌＨｆ及ＮｉＡｌ／Ｎｉ１６Ｈｆ６Ｓｉ７的界面能量,Ｎｉ１６Ｈｆ６Ｓｉ７相在ＮｉＡｌ中析出的惯习面和Ｎｉ２ＡｌＨｆ相及Ｎｉ１６Ｈｆ６Ｓｉ７相分布形态的成因     

NiAl—28Cr—5Mo—1Hf合金的高温氧化行为研究

研究了NiAl-28Cr-5Mo-1Hf合金在1000－1200℃空气中氧化行为。X射线结构分析表明,氧化膜主要由α-Al2O3构成,并含有Cr2O3和少量HfO2。采用扫描电镜和能谱分析研究了氧化产物的微观组织及成分,并从合金组成探讨了NiAl-28Cr-5Mo-1Hf合金的氧化机制。     

定向凝固NiAl—Cr（Mo）—Hf合金微观结构的电子显微学研究

利用ＴＥＭ研究了定向凝固方法制备的ＮｉＡｌ－２８Ｃｒ－５．５Ｍｏ－０．５ｈｆ（原子分数,％下同）共晶合金的微观组织与结构,以了解其复相强韧化机理,共晶合金呈典型的胞状结构,并由层片状Ｃｒ（Ｍｏ）相,ＮｉＡｌ基体,不连续网状分布的Ｈｅｕｓｌｅｒ相ｉ２ＡｌＨｆ组成,ＮｉＡｌ和Ｃｒ（Ｍｏ）相存在固定的立方－立方取向关系,并共同沿（１１１）方向生长,两相间呈半共格界面,并存在三套规则的界面错配们错网,在     

定向凝固NiAl合金的微观组织和高温力学性能Ⅱ.高温力学性能 …

用压缩实验的方法研究了热等静压处理后ＤＳ ＮｉＡｌ－２８Ｃｒ－５．５Ｍｏ－０．５Ｈｆ合金的高温变形行为。发现流变应力随温度升高或应变速率减小而降低,服从幂指数规律,并求出了合金的应力指数ｎ和变形激活能Ｑ。运用ＨＲＥＭ从微观方面分析了合金中存在的各种界面以及界面与力学性能的关系。     

定向凝固过程中镍基高温合金双晶竞争生长分析

通过调整双籽晶<001>的取向进而控制晶体取向,使之处于不同的平面位置,并让晶粒在低速抽拉下生长,研究了双晶镍基高温合金AM3胞状枝晶界面在定向凝固过程中双晶粒的相对位置及其影响,并进行定向凝固过程中镍基高温合金双晶竞争生长分析。结果表明:当两籽晶<001>取向的偏差角度几乎一样时,两晶粒竞争生长主要是通过胞状枝晶干的物理阻挡;当两籽晶<001>取向处于同一平面内时,伴随着凝固过程,在晶界处非常容易形成与原双籽晶<001>取向都不相同的晶粒。     

定向凝固镍基高温合金DZ17G的循环蠕变行为

本文研究了两种方式载荷循环（矩形波和锯齿波）对定向凝固镍基高温合金ＤＺ１７６Ｇ高温蠕变行为的影响。结果表明,与恒载荷静态蠕变相比,载荷循环并不影响蠕变塑性,但降低了蠕变寿命,蠕变寿命的降低程序近拟与载荷循环粢九成正比,且矩形载荷循环比锯齿波载荷循环效果更为明显。提出载荷循环导致蠕变寿命的降低与载荷变化引起的滞弹性效应无关,而是蠕变变形加速的结果。在载荷降低时,蠕变阻力的松弛导致在随后加载期间,试样     

定向凝固合金DZ17G的高温低周疲劳性能研究

研究了定向凝固镍基高温合金ＤＡ１７Ｇ在８００℃下的低周疲劳性能,得到其循环应力－应弯曲线和应变－寿命曲线,并用最小二乘法回归至Ｍａｎｓｏｎ－ｏｆｆｉｎ方程的数学表达式;对疲劳断口进行了宏观及微观分析,发现裂纹主要在试样内部及近表面缺陷外萌生,裂纹一旦形成即穿晶扩展,且扩展方向垂直于加载轴。     

施载方向对定向凝固镍基高温合金高温蠕变行为的影响

研究了施载方向对定向凝固镍基高温合金９８０℃,１３０－１９０ＭＰａ蠕变及断裂性能的影响。结果表明,三种取向试样的蠕变曲线相似,稳态蠕变均由位错的攀移过程所控制。因蠕变断裂机制不同,纵向试样比横向及倾斜试样表现了高得多的蠕变塑性,前者为完全穿晶断裂,后两者为明显的沿晶断裂。     

第二代定向凝固镍基高温合金的微观结构研究

采用真空感应熔炼和定向凝固重熔铸造技术,制备了与第一代单晶合金蠕变性能相当的第二代定向高温合金.进行热处理后,测试了合金力学性能,并利用扫描电镜观察了合金微观结构.研究结果表明,合金的高温持久性能与其微观结构关系紧密.由于Re的加入,使合金枝晶杆γ′相尺寸细小而稳定,因而导致高温持久性能随着Re含量的增加而大幅度提高.     

定向凝固镍基高温合金的塑性变形与γ′相中的位错结构

本文利用透射电镜观察了定向凝固高温合金DS Rene80在拉伸及蠕变时的位错亚结构。试验结果表明:在低于760℃拉伸时,切割γ′粒子的是在{111}面上夹有APB的(1/2)〈110〉位错对。在不低于760℃拉伸时,切割γ′粒子的是在{111}面上夹有超点阵内禀层错(SISF)γ(1/3)〈112〉不全位错;这些不全位错在大应力的作用下于{111}面上将分解为一根(1/2)〈110〉螺位错和一根(1/6)〈112〉刃位错,并在其间夹有一个APB。在760℃,618MPa条件下蠕变时,切割γ′粒子的是在{111}面上夹有SISF的(1/3)〈112〉不全位错;这些不全位错此时不分解。与此同时,亦有(1/2)〈110〉位错对切割γ粒子。在980℃,190MPa条件下蠕变时,则无γ′粒子被切割的现象。在760℃,618MPa及980℃,190MPa条件下蠕变至第二阶段时,在γ/γ′界面上都形成了二维位错网络墙,墙上位错的攀移是合金形变的控制因素。第二阶段蠕变速率(ε)与立方γ′粒子的尺寸(α)和体积分数(V_f)的关系符合ε∝α/V_f~(2/3)     

镍基单晶高温合金CMSX—2原始树枝状晶中γ相的定向粗化

在７６０－１０５０℃和７５０－１４０ＭＰａ范围内，选择不同温度和应力的配合对ＣＭＳＸ－２合金进行持久拉伸至断裂，观察了试件原始树枝状晶区域（枝晶干、枝晶屑及枝晶间）中γ相的定向粗化及合金元素的分布特征。结果表明，γ的定相经程度在枝晶干内最大，在枝晶内次之，在枝晶间最小，在所有这些区域中，试验温度较高者的暄向粗化程度较大；各试件在持久试验后，γ形成元素Ｗ，Ｃｒ和Ｃｏ，γ形成元素Ａ１和Ｔａ，在原始支状     

定向凝固下Cu-0.5Cr合金的界面形态和组织演化

采用定向凝固工艺研究了不同速率下Cu-0.5Cr合金的凝固组织演化。结果表明,在温度梯度为200K/cm下,定向凝固速率由2μm/s增加到500μm/s时,凝固组织依次呈现平界面组织→胞状组织→枝晶组织→细胞状组织→板条状组织。试验中凝固速率达到10μm/s后,合金定向凝固组织中存在非平衡凝固的共晶组织,其体积分数随凝固速率的增加逐渐减少。不同凝固速率下初生α-Cu的一次枝晶间距值位于KF模型和Hunt-Lu模型计算结果之间。     

Pb-Bi包晶合金定向凝固相和组织选择

针对Pb-Bi包晶合金中高速及低速定向凝固,利用最高界面生长温度判据以及充分形核和成分过冷准则,对Pb-Bi包晶合金定向凝固中初生α和包晶β两相的相互竞争规律进行预测。计算结果表明:在中高速凝固段,与Pb-26%Bi、Pb-28%Bi、Pb-30%Bi和Pb-34%Bi(质量分数)合金对应的α→β转变的临界生长速度分别为20、14、8.5和2 mm/s;在低速凝固段,合金的相选择图分为8个生长区,其中包括两相分别以单相生长区及两相混合生长区。利用该相选择图,结合温度梯度与凝固速度比值(G/V)及合金原始成分(C0)可预测相选择规律及组织形态。     

定向凝固Ni3Al合金高温变形行为的研究

定向凝固（ＤＳ）Ｎｉ３Ａｌ合金在１０００至１０５０℃温区，应变速率为２．１×１０（－４）ｓ（－１）时，应变速率敏感指数ｍ大于０．３，最大延伸可达１８５％，具有超塑变形的行为待征．金相及电子显微镜观察表明：超塑变形后，原始柱状晶内有亚结构及新晶粒生成。认为ＤＳＮｉ３Ａｌ高温变形后发生了动态再结晶过程，并由此导致ＤＳＮｉ３Ａｌ合金呈现超塑现象．     

一种性能优异的低成本定向凝固镍基高温合金DZ417G

一种新的定向凝固镍基高温合金DZ417G已被研制成功，它不含有稀缺昂贵的金属元素W，Nb,Ta,Hf等元素，具有密度小、成本低的特点。简要地介绍这一合金的研究结果，包括化学成分的确定，定向凝固工艺和热处理制度的选定，所测试的各种力学性能，涉及不同温度的时拉伸性能，冲击韧性、持久、蠕变性能及其机理，高、低周疲劳和冷热疲劳性能，疲劳裂纹扩展速率，长期时效后组织和力学性能的变化以及抗氧化性能和物理性能。结果表明，DZ417G合金是一种综合性能优异的定向凝固镍基高温合金，很多性能指标优于DZ4合金，与DZ22和DS CM247LC合金相当，可用作先进航空发动机低压涡轮叶片等零件。     

定向凝固Ni—20Al—30Fe合金变形的TEM原位观察

通过对定向凝固Ｎｉ－２０Ａｌ－３０Ｆｅ合金进行的ＴＥＭ原位拉伸观察得出，塑性γ相向脆性β相的形变形传递是促进Ｂ２结构β相进行塑性变形的内在机制。首次在该合金中观察到变形的相界弯折，相内的位错来自于这些相界弯折。两相间的变形传递并不限定在Ｋ－Ｓ关系中的平行晶面进行，位错同位界的作用过程，存在相界对位错吸收以及发射的现象。     

镍基高温合金定向凝固斑点偏析的数值模拟研究

为了研究铸造高温合金中的斑点偏析，建立了描述多元合金凝固过程传输行为的数学模型。基于伪二元相图方法，模型给出了液相线温度与固相分数及液相多元溶质浓度的耦合关系式。利用该模型对Ni-5．8Al-15．2Ta（质量分数，％）合金铸锭的垂直定向凝固过程进行了模拟。结果表明：该模型能够反映多组元镍基高温合金凝固过程中斑点偏析的形成及发展过程。凝固界面前沿附近热-溶质双扩散对流引起的密度倒置，是诱发斑点偏析的主要原因。在糊状区中形成的偏析通道中，富集溶质从糊状区流向液相区，通道周围局部流动可以通过糊状区从液相区补充通道中的流动。凝固初期形成的通道不能稳定存在，多个通道合并促使局部凝固前沿优先生长，最终形成稳定的偏析通道。     

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.     

高温度梯度定向凝固振荡性微观结构的特征和开成机制

利用新型高温梯度（ＧＬ＝２５６－１３００Ｋ／ｃｍ）定向凝固装置，研究了粒晶法制备含亚结构的镍基高温合金ＤＤ３单晶及二元模型合金Ａｌ－０．８５％Ｃｕ晶体生长过程的组织演化与选择特征中的非稳态组织特性，特别是定向胞状振荡性微观结构的组织特性及其与定向凝固江艺条件的关系，并将其与在晶体生长透明有机物模拟装置－Ｊａｃｋｓｏｎ温度平台（ＧＬ可达１５０Ｋ／ｃｍ）上原位观察到的ＣＢｒ４定向生长结果相对比，从而分