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)     

晶界结构理论的进展（一）

本文简要介绍了各种晶界结构的模型和理论,并叙述了利用计算机进行晶界结构原子模拟的方法及其应用。最后介绍了TEM等几种研究晶界结构的实验方法。     

金属间化合物FeAl超塑性变形中小角度晶界的迁移

利用透射电子显微镜弱束成像技术金属间化合物ＦｅＡｌ超塑性变形后的位错组态，发现一种由「１００」位错和「０１０」位错构成的倾侧小角度晶界，该晶界做了一定的迁移运动而形成一系列台阶，本文讨论了该晶界的台阶形成机制及其对ＦｅＡｌ金属间化合物超塑性变形的贡献。     

空气介质对高温合金蠕变和疲劳性能的影响

在人们的概念中,常常认为真空中的蠕变或疲劳性能要比空气中的高。因为大气中试验时,随着时间的推延,材料将会逐渐因氧化而减小有效截面积。在高温下更应当如此。这些情况在许多实验中已被证实了。可是有些研究者却获得了相反的结果。发现了空气的强化作用,即空气中的性能要比真空中的好。本文综述了近年来国外研究者所作的真空或大气中的疲劳和蠕变性能试验结果。分别描述温度、应力、氧压力(真空度)、频率对不同材料性能的影响,也叙述了各研究者所提出的有关的损伤理论。     

两种定向凝固镍基高温合金蠕变断裂的研究

用光学显微镜直接观测裂纹长度的方法研究了DZ-9,DZ-3合金在中温(760℃)下蠕变裂纹的扩展行为。当裂纹体平行于柱状晶生长方向时,裂纹扩展速率da/dt与应力强度因子K_1,净截面应力σ_N的关系符合Paris公式:da/dt=AK_(I~m)或da/dt=Bσ_(N~n)。DZ-3经热处理后比铸态具有更高的裂纹扩展抗力,更长的孕育期和断裂寿命。DZ-3此DZ-9有较高的裂纹扩展抗力,较长的孕育期和断裂寿命。当裂纹体垂直于柱状晶生长方向时,大大提高了裂纹扩展的抗力。组织结构分析表明:初生MC和共晶γ-γ′是微裂纹的策源地。裂纹尖端塑性区的位错组态与普通中温(T60℃)高应力蠕变试验条件下的非常相似。     

热腐蚀对GH37高温合金蠕变强度的影响

采用在GH37合金上涂敷NaCl(25Wt％)及Na_2SO_4(75Wt％)的方法,研究了700℃及850℃下热腐蚀对蠕变强度的影响。发现试样涂上混合盐后,蠕变第二阶段速率增大,并严重降低二个温度下的蠕变断裂寿命及断裂塑性。值得提出的是,尽管700℃下合金几乎不经受热腐蚀,但与850℃的相比,对蠕变强度的影响却是700℃时更为强烈。 由断口观察推测,涂盐试样在700℃下蠕变寿命下降是由于缩短了蠕变裂纹萌生期。850℃下蠕变寿命的下降是由于蠕变裂纹扩展速率的增大。 试样上渗涂Al-Cr涂层后,可以大大提高在热腐蚀介质中合金的蠕变强度。     

定向凝固Fe-6.5%Si合金显微组织的EBSD分析

采用定向凝固方法制备了Fe-6.5%Si实验合金板,并进行了金相观察、X射线衍射分析,EBSD分析和磁性测定。结果表明,合金板由沿定向凝固方向（100）生长的粗大柱状晶所组成,柱状晶的平均截面直径约为3mm,柱状晶之间绝大部分为大角晶界,其余为少量小角晶界和重位点阵晶界。合金板具有强的立主织构并显示出优良的磁性能,其矫顽力只有3．45A／m,小于其他方法制备的Fe-6.5%Si合金。     

微量硼和应变速率对变形TiAl合金室温力学性能的影响

以形变Ｔｉ４７Ａｌ２Ｍｎ２Ｎｂ合金为对象,研究了微量硼合金化和应变速率对ＴｉＡｌ合金室温力学性能的影响。发现添加微量（１．０％,摩尔分数）硼就能有效地细化形变Ｔｉ４７Ａｌ２Ｍｎ２Ｎｂ合金的近全片层组织,显著提高其室温强度,并在一定程度上改善室温塑性;变形ＴｉＡｌ合金不论添硼与否,其室温强度均随应变速率的升高而升高,而延伸率对应变速率不太敏感;微量硼合金化和应变速率对变形ＴｉＡｌ合金室温断裂方式无明显影响。     

EFFECT OF VOLUME FRACTION AND SIZE OF FINE γ' ON CREEP STRENGTH OF A DS NICKEL-BASE SUPERALLOY

本文研究了定向凝固K3镍基高温合金的蠕变强度与细小γ′粒子的数置和尺寸的关系。实验结果证明,随着固溶温度升高,铸态粗大γ′逐步溶解并在随后冷却过程重新析出均匀细小正方形的γ′粒子。细小γ′体积分数(v_f)和尺寸(α)都随固溶温度的升高而增大,当固溶温度从1100℃升至1230℃,v_f从0.25增至0.63,α从0.10μm增至0.32μm。随着固溶温度的升高,第二阶段蠕变速率降低,持久寿命延长,大幅度提高合金的蠕变性能。适当的高温固溶加时效处理(如1210—1230℃,4h+900℃,32h)可提高定向凝固合金的中温(760℃,73.8kgf/mm~2)持久寿命10倍左右。 合金的中温蠕变性能取决于细小γ′的体积分数(v_f),尺寸(α)及其间距(λ),在固定温度和应力下,第二阶段蠕变速率((?))与它们之间符合以下关系。 (?)∝ λ~2/α或(?)∝ α/v_f~(2/3)(1-v_f~(1/3))~2 用透射电镜观察了合金三个蠕变阶段位错亚结构的变化,据此提出蠕变的位错模型和合金的强化机制,并导出第二阶段蠕变速率与γ′体积分数、尺寸和间距之间的关系式,与实验结果完全符合。     

定向凝固技术及定向凝固高温合金

定向凝固(Directional Solidification)又称定向结晶,是金属或合金由液态转变成固态时,晶粒按控制的方向生长的一种工艺。对于一个具体铸件(如涡轮叶片)而言,定向与非定向的区别在于前者是由许多平行排列的柱状晶构成,而后者是由无数等轴晶构成的(图1)。因此,定向材料的晶界基本上被控制成与铸件应力轴相平行,而非定向却是不规则