FGH96合金的热塑性变形行为和工艺

通过高温热压缩实验,得到了不同温度和不同应变速率条件下热等静压FGH96合金的真应力-应变曲线,在此基础上,建立了FGH96合金热塑性变形过程中的热加工图.通过对材料微观组织、应力应变响应及热加工图的对比分析,确定了优化的热塑性锻造窗口,提出了FGH96合金细晶盘坯锻造工艺.根据优化的热塑性锻造窗口,利用等温锻造工艺锻造出无开裂的细晶粒盘坯.     

FGH4096粉末高温合金的热变形行为

对FGH4096合金进行了变形温度1050～1140℃,应变速率0.001～2s-1的热压缩实验。分析了合金的流变行为,构建了Arrhenius型本构方程,得到合金的热变形激活能为870.785kJ/mol。并建立了能够准确描述热加工过程中能量耗散情况和预测变形失稳的热加工图。结果表明:能量耗散与动态再结晶和晶粒长大有关,在变形温度Td为1050～1070℃,应变速率ε为0.001～0.01s-1范围内,峰值耗散率为61%(1050℃,0.001s-1),此区域易形成"项链"组织,很多晶粒处于形核阶段;在Td为1100～1140℃,ε为0.001～0.01s-1范围内,能量耗散峰值达50%(1110℃,0.001s-1),此时,晶界迁移显著,再结晶晶粒明显长大;在Td为1070～1100℃,ε为0.01～0.1s-1范围内,能量耗散率大于39%左右,再结晶完全、晶粒细小。Td为1060～1100℃,ε为0.5～2s-1时,合金落入流变失稳区,能量耗散率达到最小值,局部变形严重是造成流变失稳的重要原因。     

固溶冷却速度和后处理对新型FGH98Ⅰ镍基粉末高温合金γ′相析出和显微硬度的影响

对新型镍基粉末高温合金FGH98Ⅰ分别进行过固溶和过固溶+亚固溶后处理,利用场发射扫描电镜和显微硬度仪研究了冷却速度对合金γ′相析出和显微硬度的影响。结果表明:随着固溶冷却速度增加,合金中二次和三次γ′相的尺寸减小,二次γ′相形状从蝶形向球形转变,γ′相的形状因子和颗粒密度增大,面积分数和晶界表观宽度减小。在冷却速度≤1.4℃/s时,冷却γ′相分两阶段形核;冷速越快,合金的硬度越高,时效后硬度增高越多;过固溶处理后的亚固溶处理使冷却γ′相粗化和方形化,形状因子减小,晶界γ′相析出密集区消失,硬度降低。另外,还建立了冷速与γ′相平均尺寸和合金硬度之间的函数关系式。该结果为FGH98Ⅰ合金实际双性能盘固溶热处理工艺的选择提供了理论参考。     

FGH95合金长期时效过程中二次γ′相的“反粗化”分裂行为

利用场发射扫描电镜研究了FGH95粉末冶金高温合金在750℃/5000h时效过程中二次γ′相的尺寸、分布和形貌变化,为其在新型航空发动机中的应用提供理论依据。结果表明,随着时效时间增加,二次γ′相形态不稳定,其尺寸变化不符合体扩散控制的LSW规律。二次γ′相在0~500h发生"反粗化"的分裂,由碟状分裂为块状。在500~1000h阶段分裂的细小γ′相发生粗化,在1000h粗化到一定程度后又开始分裂,2000h后随着时效时间延长又逐渐粗化,椭球状二次γ′相逐渐增多。研究证明,γ′相粒子之间的弹性交互作用是导致其形态变化的主要原因,它属于降低界面能与弹性交互作用能总量的形貌转变机制。     

FGH95合金长期时效过程中二次γ'相的“反粗化”分裂行为

利用场发射扫描电镜研究了FGH95粉末冶金高温合金在750℃/5000 h时效过程中二次γ'相的尺寸、分布和形貌变化,为其在新型航空发动机中的应用提供理论依据.结果表明,随着时效时间增加,二次γ'相形态不稳定,其尺寸变化不符合体扩散控制的LSW规律.二次γ'相在0～500 h发生“反粗化”的分裂,由碟状分裂为块状.在500～1000 h阶段分裂的细小γ'相发生粗化,在1000 h粗化到一定程度后又开始分裂,2000 h后随着时效时间延长又逐渐粗化,椭球状二次γ'相逐渐增多.研究证明,γ'相粒子之间的弹性交互作用是导致其形态变化的主要原因,它属于降低界面能与弹性交互作用能总量的形貌转变机制.     

FGH96合金粉末的俄歇分析及预热处理

针对等离子旋转电极工艺制备的FGH96合金粉末,采用俄歇电子能谱对合金粉末的颗粒表面进行成分分析,并利用透射电镜对预热处理后粉末中的碳化物演变进行研究。结果表明:FGH96合金粉末的颗粒表面明显存在O、C和Ti元素的偏聚,原始合金粉末的颗粒表面由O和C原子吸附层和富含Ti元素的碳氧化物层组成;经过预热处理,颗粒中形成于快速凝固过程中的MC′亚稳碳化物转变成稳定的MC碳化物,并析出M23C6碳化物,明显改善了颗粒内碳化物的稳定性和分布状态。     

预处理过程中FGH96合金粉末中的碳化物演变

采用扫描电镜、透射电镜等手段研究了预处理前后FGH96合金粉末颗粒中的碳化物演变。结果表明:粉末在快速凝固过程中会析出不同形貌的MC’型亚稳态碳化物,MC’碳化物中含有较多的弱碳化物形成元素,不同形貌的MC’型碳化物的化学组成与点阵常数具有一定的差异。在粉末预处理过程中,粉末颗粒内部形成的亚稳态MC’型碳化物逐渐转变为稳定MC型碳化物,同时可形成M23C6和M6C碳化物;转变后的MC型碳化物形态以规则块状为主,成分上以强碳化物形成元素Ti,Nb,Zr为主。     

长期时效对FGH97合金γ’相演化的影响

采用场发射电镜观察了FGH97合金经过不同时效温度和时效时间后不同形态γ’相的演化规律。结果表明:不同温度下一次γ’相和二次γ’相平均尺寸随时效时间的增加存在最大值,三次γ’相平均尺寸随时效时间延长呈线性增长;550℃时效后二次γ’相由立方形长大为不规则形,分裂成为田字花瓣形或蝶形,而后沿<100>方向分解为小立方形;在750℃时效后期,二次γ’相出现边界融合现象,且小三次γ’相消失。时效后硬度值的变化与γ’相尺寸有关。     

2017国际热等静压会议在澳大利亚悉尼召开

正第12届国际热等静压会议(HIP’17)于2017年12月5—8日在澳大利亚悉尼召开,会议由澳大利亚核科学技术组织(The Australian Nuclear Science and Technology Organisation,简称ANSTO)承办。来自澳大利亚、美国、日本、中国、英国、俄罗斯、瑞典、法国、德国、韩国、加拿大等14个国家的98名代表参会。中国代表为中国钢研科技集团有限公司的陈宏霞、叶青、张义文、贾建、车洪艳5人,华中科技大学蔡超、滕庆2人。本届会议探索了热等静压技术领域的新兴发展趋势、开发和创新,包括新型热等静压机制造、材料开发、近净     

某镍基粉末高温合金盘坯的热处理开裂分析

针对某镍基粉末高温合金盘坯在热处理后开裂的问题进行了分析。结果表明:盘坯组织中存在热诱导孔隙缺陷,热诱导孔隙缺陷在盘坯表面形成了微裂纹,降低了材料的抗拉强度。盘坯在热处理过程中,受到残余应力共同作用,其数值超过了材料的抗拉强度导致开裂。该盘坯中的孔隙是由于包套在热等静压过程中漏气造成的,提高包套质量是消除盘坯热诱导孔隙缺陷的关键。