高温合金中初生碳化物的形成及变化

铸造高温合金中,初生碳化物的形态、大小及分布特性对材料的机械性能影响很大。但是对初生碳化物在凝固及加热过程中的形成及变化,迄今研究较少。本文以加入Hf、Ta的高温合金为对象,探讨初生碳     

硼,铈对铸造用镍铬基耐热合金组织及性能的影响

提高耐热合金的高温持久强度是目前耐热合金发展的一个重要方面。如所周知,随工作温度的提高和使用时间的延长,合金晶界在塑性变形过程中起有愈来愈重要的作用。由于晶界区域的结构特点决定了沿晶界的扩散速度大大高于沿晶体的扩散速度。而且在高温、持久静负荷的试验下,由于在金属的塑性变形中扩散起有决定性的作用,因而合金的弱化(Раз-упрочнение)将首先沿晶界进行〔1.2〕,这就决定了合金的断裂带有沿晶界断裂的特征。相反,在较低温度、较快变形速度下断裂则沿界体进行。所有这些告诉我们对在高温、长时工作的耐热合金,首先应该注意加强晶界的抗蠕变能力,特别是减低金属原子沿晶界的扩散速度。晶界局部合金化(локальноелегирование)是提高晶界抗蠕变能力的重要方法之一。     

Phase-field simulation of formation of cellular dendrites and fine cellular structures at high growth velocities during directional solidification of Ti56Al44 alloy

A phase-field model whose free energy of the solidification system derived from the Calphad thermodynamic modeling of phase diagram was used to simulate formation of cellular dendrites and fine cellular structures of Ti56Al44 alloy during directional solidification at high growth velocities. The liquid-solid phase transition of L→β was chosen. The dynamics of breakdown of initially planar interfaces into cellular dendrites and fine cellular structures were shown firstly at two growth velocities. Then the unidirectional free growths of two initial nucleations evolving to fine cellular dendrites were investigated. The tip splitting phenomenon is observed and the negative temperature gradient in the liquid represents its supercooling directional solidification. The simulation results show the realistic evolution of interfaces and microstructures and they agree with experimental one.     

定向凝固Cu-Cr自生复合材料的组织与断口分析

以定向凝固Cu-Cr自生复合材料为对象，研究了凝固方法、凝固速率对凝固组织的影响，并观察了断口形貌，分析了复合材料的断裂机制。结果表明：Cu-Cr自生复合材料的定向凝固组织是由α基体相和分布于α相间的纤维状共晶体组成。随着凝固速率增加，复合材料中的纤维状共晶体分布规整、均匀，横向晶界减少；断口形貌表明共晶体成为应力的主要承载体，共晶体的断裂是自生复合材料断裂的控制机制。     

Microstructure evolution of Cu-Pb monotectic alloys during directional solidification

1 Introduction Monotectic alloy is an important class of alloy whose binary phase diagram has a miscibility gap, in which the original single liquid will decompose into two distinct immiscible liquids within a few seconds. In the normal gravity field, a …     

Processing, microstructure, and properties of laser remelted Al2O3/Y3Al5O12（YAG） eutectic in situ composite

Laser remelting and rapid solidification were performed in preparing the high-performance Al2O3/Y3Al5O12（YAG） eutectic in situ composite. The microstructure characteristic and solidification behavior were studied using scanning electron microscopy（SEM）, energy dispersive spectroscopy（EDS）, X-ray diffractometry（XRD） and simultaneous thermal analysis（STA）. The hardness and fracture toughness were obtained using an indentation technique. The results show that the laser remelted Al2O3/YAG composite has a homogeneous eutectic microstructure without microcrack and pore. The component phases of Al2O3 and YAG are three-dimensionally and continuously reticular connected, and finely coupled without grain boundaries, colonies and amorphous phases between interfaces. The eutectic interspacing is greatly refined with increasing the scanning rate and average is only l μm. The synthetically thermal analysis indicates that the eutectic temperature of Al2O3-YAG is 1 824 ℃, well matching the phase diagram of Al2O3-Y2O3 system. The maximum hardness reaches 19.5 GPa and the room fracture toughness is 3.6 MPa.m^1/2.     

激光增材制造超高温氧化物共晶陶瓷研究进展

超高温氧化物共晶陶瓷具有优异的高温强度、高温蠕变性能、高温结构稳定性以及良好的高温抗氧化和抗腐蚀性能, 成为1400 ℃以上高温氧化环境下长期服役的新型候选超高温结构材料之一, 在新一代航空航天高端装备热结构部件中具有重要的应用前景。基于熔体生长技术, 以选择性激光熔化和激光定性能量沉积为代表的激光增材制造技术具有一步快速近净成形大尺寸、复杂形状构件的独特优势, 近年来已发展成为制备高性能氧化物共晶陶瓷最具潜力的前沿技术。本文从工作原理、成形特点、技术分类等方面概述了基于熔体生长的两种典型激光增材制造技术, 综述了激光增材制造技术在超高温氧化物共晶陶瓷制备领域的研究现状和特点优势, 重点介绍了选择性激光熔化和激光定向能量沉积超高温氧化物共晶陶瓷在激光成形工艺、凝固缺陷控制、凝固组织演化、力学性能等方面的研究进展。最后, 指出了实现氧化物共晶陶瓷激光增材制造工程化应用亟需突破的关键瓶颈, 并对该领域未来的重点发展方向进行了展望。     

钛合金冷坩埚定向凝固过程温度场数值模拟

基于电磁场Maxwell方程组以及带有一定运动速度的连续介质凝固模型,建立了连续熔铸与定向凝固过程温度场数值计算模型,并对线圈匝数为4匝、输入电流密度为6.6×1010A/m2、电源频率为50 000 Hz时,扁形锭的电磁感应加热升温过程进行了模拟研究,得出了Ti-6Al-4V合金的温度场变化情况.结果显示,从开始加热的几十秒时间内,扁形铸锭温度上升很快;接近100 s时,铸锭温度分布趋于稳定;接近300 s时,铸锭自身基本达到热量平衡.     

Al-4％Cu合金定向凝固枝晶／胞晶转变速率的研究

通过实验和理论对比研究Al-4%(质量分数)Cu合金定向凝固胞晶/枝晶转变过程,得到胞晶/枝晶转变发生在尖端半径变化的拐点处。采用KGT模型与非平衡效应研究与胞晶/枝晶转变过程相对应的高速枝晶/胞晶转变特征。结果表明:尖端半径和界面温度均随抽拉速率的增加而减小,到达临界值后又急速增大。枝晶/胞晶转变发生在尖端半径和界面温度的拐点处,即在尖端半径和界面温度最小时发生转变;溶质截留在枝晶/胞晶转变过程中作用明显,大大减小了微观偏析。     

双相γ+α2钛合金片层承载力的数学模型及预测

为了研究双相γ+α2钛合金晶体中片层组织的承载特性,建立了相应晶体不同取向力学性能的数学模型,并计算了γ相及γ+α2片层组织不同取向的承载力.通过对模型的数值求解,得到γ相和γ+α2片层组织的承载力随不同加载方向的变化规律.计算结果表明:随着α2相体积分数的增加,γ+α2片层组织的最大承载力方向逐渐趋向平行于α2相的(0001)面,临界α2相等价体积分数为λe=30%.这从理论上解释了γ+α2片层组织的最大承载力方向为平行于α2相的(0001)面这一传统观点.这一结论成立的条件为α2相等价体积分数λe>30%.