[110]方向作用下单晶镍基高温合金γ′相定向筏化的有限元分析

采用三维各向异性有限单元法分析了外载荷沿[110]方向作用时,镍基高温合金单晶的von Mises应力分布特征.von Mises应力的不对称性可以用来预测正错配或副错配合金的筏化形貌.同时运用原子扩散的原理详细地讨论了定向筏化原因.     

镍基高温合金定向粗化行为的有限元分析

镍基高温合金广泛应用于燃气轮机的叶片、涡轮盘和燃烧室等高温部件．针对镍基单晶高温合金的服役条件和结构特点,采用有限元方法建立数学模型,有限元分析时用热膨胀系数代替正负错配的选择,用柔度矩阵的计算表达单元各向异性,并计算静水压力（hydrostatic pressure）及等效应力（von Mises stress）分布,研究负错配的情况下镍基高温合金在[111]取向上受载时γ’颗粒的定向粗化行为,结果表明γ’颗粒的粗化方向及形态依赖于应力轴取向．     

镍基单晶合金[011]取向γ′相筏形化的有限元分析

研究1 040℃、137 MPa拉伸蠕变期间[011]取向镍基单晶高温合金中γ′相的演化方式.采用三维有限元方法计算单晶合金在有/无外加载荷时von Mises应力及弹性应变能密度在γ和γ′两相中的分布.结果表明:沿[011]取向施加拉伸应力时,(001)晶面的von Mises应力远大于(001)晶面的Von Mises应力,3个晶面的应变能密度差异驱动γ′相形成元素从变形较大的(001)晶面向变形较小的(010)和(100)晶面扩散,而γ相形成元素反向扩散,导致γ′相沿[010]和[100]取向扩散生长,形成垂直于[001]方向且与应力轴倾斜成45°角的层片状筏形组织.     

单晶镍基高温合金蠕变曲线的预测

根据单晶镍基高温合金蠕变过程的微观机制，提出采用θ蠕变曲线方程对其进行蠕变曲线的预测.首先，应用该方法对1 100 ℃、150 MPa下的实测蠕变曲线进行拟合；然后，依据不同条件下的拟合结果求出方程中5个基本参数的数学表达式，再通过θ蠕变曲线方程对合金在1 100 ℃、120 MPa条件下的蠕变曲线进行预测.结果显示，该方程很好地再现了单晶镍基高温合金蠕变曲线的前两个阶段，其精度是以往预测方法所不能达到的.表明，用本方法预测单晶镍基高温合金的蠕变寿命具有实际意义，文中给出的θ蠕变曲线方程是可以信赖的.     

镍基单晶高温合金亚结构细化和偏析研究

利用高梯度定向凝固技术（ＨＧＤＳ）对镍基单晶高温合金亚结构枝晶组织的超细化和显微偏析进行了研究。结果表明,在高的凝固界面温度梯度下,得到具有超细枝晶组织的材料,枝晶偏析的程度和尺度都减小,对均匀化处理和提高材料的性能都有利。     

新型镍基高温合金的高温氧化行为研究

新型镍基高温合金是一种能够高温下能够保持良好强度、抗燃的金属材料,被广泛应用在工业领域之中.但目前对于新型镍基高温合金的研究大多是在材料稳定性、耐腐蚀等方面,很少有涉及高温氧化性行为的研究.所以本文详细阐述了一中新型镍基高温合金的高温氧化行为的研究方法.     

比浊法检测镍基高温合金热腐蚀产物中硫酸根

研究硫酸钡比浊法检测镍基高温合金浸盐热腐蚀产物中硫酸根的化学分析方法．对测量波长、酸度、稳定剂、稳定时间对测量结果的影响进行测试．最佳实验条件：在50mL分析液内加入5mL盐酸、10mL丙三醇，稳定时间、测量波长分别为10min、470nm，该方法简便迅速，回收率为97.1％～101．9％，变异系数为1．33％～1．73％、适用于镍基高温合金浸盐热腐蚀产物中硫酸根的测定。     

一种镍基单晶合金的拉伸蠕变特征

研究了[001]取向镍基单晶高温合金的高温拉伸蠕变性能,通过SEM、TEM观察分析了相的形貌演化及合金的变形机理．结果表明：在980～10200C／200～280MPa条件下蠕变曲线均由初始、稳态及加速蠕变阶段组成;在拉伸蠕变期间γ’强化相由初始的立方体形态演化为与应力轴垂直的N-型筏形状;初始阶段位错在基体的八面体滑移系中运动,稳态阶段不同柏氏矢量的位错相遇,发生反应形成位错网;蠕变末期,应力集中致使大量位错在位错网破损处切入筏状γ’相是合金发生蠕变断裂的主要原因．     

热处理对喷射成形镍基高温合金γ'相的影响

采用光学显微镜和扫描电镜研究了热处理对喷射成形镍基高温合金GH742y组织的影响.结果表明:采用合适的热处理工艺能使沉积态合金中疏松组织减少,随着固溶温度的升高,合金的晶粒尺寸没有发生明显的变化.在 1140℃及其以上温度固溶处理时,γ ′能够完全固溶于基体.在1140℃固溶处理后进行时效处理,随时效时间延长,γ′相平均半径逐渐增大,并且在时效初期γ′相长大速度较快,在时效后期γ′相长大趋势变缓.γ′相的大小和分布随加热温度和保温时间的变化而变化.γ′相的形貌随着时效时间的延长,由梅花状逐渐变得圆润,而分布则越来越不平衡,聚集并长大.     

镍基单晶高温合金及其研究进展

镍基单晶高温合金主要用来制造航空喷气发动机的最热端部件.本文概述了这种合金的发展过程、基本特点,并对该合金近期的国内外研究状况进行了评介.     

DD419镍基单晶高温合金980℃下低周疲劳行为研究

对DD419镍基单晶高温合金在980℃下的低周疲劳行为进行试验研究,并对疲劳数据进行分析,获得该温度下合金疲劳参数。结果表明：该合金低周疲劳变形过程中,弹性变形起主要作用,塑性变形较低;循环应力响应行为以先循环软化、再趋于稳定为主要方式,并且随着应力幅的增加,循环寿命不断降低。低应变幅下,合金的疲劳断裂表现为脆性断裂的特征,并呈现出明显的多源疲劳特征,微观断口形貌的主要特征是出现准解理台阶,可判断准解理断裂是主要的断裂机制。     

堆焊过程中横向磁场对镍基高温合金组织和性能的影响

在镍基高温合金等离子弧堆焊过程中引入横向交流磁场,利用磁场的作用来提高堆焊层的性能。在堆焊过程中,调节磁场参数和焊接工艺规范,并对不同参数下的堆焊层进行硬度试验、磨损试验以及显微组织进行分析,结果发现适当磁场参数产生的电磁搅拌不仅可以细化堆焊层金属的组织,而且可以控制堆焊层中硬质相的数量及分布形态;从而改善堆焊层金属的硬度和耐磨性。此外,电磁搅拌还能减小堆焊层化学成分不均匀性,提高堆焊层的塑性和韧性,降低结晶裂纹和气孔的敏感性,提高堆焊层金属的综合力学性能,全面改善堆焊层的质量。     

脉冲电流对一种镍基高温合金γ’相粗化行为的影响

对一种镍基高温合金进行脉冲电流处理,研究了脉冲电流与时效处理过程中γ’相的粗化行为．结果表明,与相同温度时效状态相比,脉冲电流条件下合金中γ’相的长大速率显著增加．脉冲电流下γ’相的粗化遵循Lifshitz—Slyozov—Wagner理论,与时效过程中γ’相粗化激活能相比降低64．3％．脉冲电流处理过程中,脉冲电子流加剧合金原子自身的热振动,使原子处于相对高能状态,降低合金中原子跃迁激活能;脉冲电流初期由于瞬时升温而形成热应力,提高合金中的空位浓度,加速合金中的原子扩散,促进γ’相的粗化．     

镍基高温合金疲劳多裂纹扩展规律研究

采用光滑单边缺口小裂纹试样模拟了多裂纹的扩展情况,利用复型技术和光学显微镜观测了裂纹形态演化全过程,并初步分析了高温疲劳多裂纹的演化规律.结果表明:应力集中条件下的高温疲劳裂纹扩展主要是单裂系统破坏,随着温度升高,裂纹逐渐变为多裂系统;提高应力水平或升高温度,缺口表面典型区域萌生的小裂纹条数都将增多,平均裂纹长度都有所增大.     

镍基高温合金GH536在室温下的锯齿流变行为

对镍基高温合金GH536进行了室温拉伸试验(加载速率分别为0.06 mm/min,0.6 mm/min,3.6 mm/min和36 mm/min),研究其在室温拉伸变形过程中的锯齿流变行为.结果表明:合金在低于3.6 mm/min的加载速率下,由于合金中原始退火孪晶界对位错滑移的阻碍作用,在其应力-应变曲线上出现了以B型锯齿为主的A型、B型两种锯齿,且在拉伸变形后合金内原始退火孪晶界出现了不同程度的变形;当加载速率为36 mm/min时,由于位错滑移速度加快,孪晶界与快速移动的位错相遇后发生分解,孪晶界几乎消失,锯齿效应变得不明显;此外,在不同加载速率和应变下,合金应力-应变曲线上锯齿的振幅大小不同,这主要与移动和固定位错的密度相关.     

一种镍基定向高温合金电弧增材接头的组织性能研究

采用TIG电弧增材方法,对定向凝固高温合金进行焊接修复,并进行微观组织形貌分析及拉伸力学性能测试.结果表明,增材区内部呈典型的细枝晶生长形态;电弧增材焊缝内的显微硬度略低于母材区,原因是焊接合金中Al、Ti等沉淀强化元素含量较低;接头样品的平均屈服强度与抗拉强度均达到母材的98％,断后伸长率为母材的59％;试样断裂在增...     

镍基高温合金磨削加工技术研究现状

镍基高温合金广泛应用于航空发动机、化工、船舶等领域,是一种典型的难加工材料。为了满足航空发动机特殊工况要求,进一步提高其表面加工质量和加工效率,研究人员开展了诸多理论研究和工艺探索。在概述镍基单晶高温合金和镍基多晶高温合金的发展及其材料特性的基础上,总结了国内外学者在镍基高温合金磨削去除机理、表面完整性、工艺特性等方面的主要研究成果,并对其发展趋势进行了展望。     

工艺参数对镍基单晶高温合金DD98瞬态液相连接组织的影响

利用Ni-Cr-Co-W-B合金作为中间层合金对DD98镍基单晶高温合金进行瞬态液相连接,利用光学显微镜和扫描电镜对不同连接温度和时间下的接头组织进行观察分析,结果表明,连接区域由连接区,扩散区和基体区组成,随着连接温度的提高或保温时间的延长,连接区上的残余液相宽度逐渐变窄.