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微观组织调控提高GH3625合金管材在高温KCl-MgCl_(2)熔盐环境下的耐腐蚀性能
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作者 高钰璧 王新 +2 位作者 甄炳 许佳玉 丁雨田 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第1期172-183,共12页
采用EBSD、XRD、SEM和EDS等手段研究了含不同比例孪晶的微观组织对GH3625合金管材在高温(600~800℃)KCl-MgCl_(2)熔盐中腐蚀行为的影响。结果表明,随着退火温度的升高,GH3625合金管材等轴晶组织中退火孪晶界的比例增加,且在相同腐蚀温... 采用EBSD、XRD、SEM和EDS等手段研究了含不同比例孪晶的微观组织对GH3625合金管材在高温(600~800℃)KCl-MgCl_(2)熔盐中腐蚀行为的影响。结果表明,随着退火温度的升高,GH3625合金管材等轴晶组织中退火孪晶界的比例增加,且在相同腐蚀温度下合金中孪晶界比例越高,其耐高温KCl-MgCl_(2)熔盐腐蚀性能越好;同时,随着腐蚀温度的升高,同一组试样的耐高温KCl-MgCl_(2)熔盐腐蚀性越差。此外,在晶粒尺寸相同的条件下,GH3625合金管材中退火孪晶界比例越高,其耐高温KCl-MgCl_(2)熔盐腐蚀性能也越好,这主要归因于高密度稳定的退火孪晶界本身具有优异的抗腐蚀能力以及包含孪晶界的三叉晶界打断了原有大角度晶界网络的连通性,抑制了晶界的腐蚀。 展开更多
关键词 GH3625合金 KCl-MgCl_(2)熔盐 退火处理 退火孪晶 高温熔盐腐蚀
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高合金化难变形高温合金GH4975热裂敏感性研究
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作者 朱兴 江河 +1 位作者 董建新 万志鹏 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第1期203-212,共10页
为研究高合金化难变形高温合金GH4975热裂敏感性,对GH4975合金铸锭裂纹形貌和组织特征进行观察,结合其凝固行为和热力学计算等方式分析热裂原因。结果表明,裂纹沿晶界和枝晶间扩展,等轴晶区比柱状晶区具有更大的热裂倾向。铸锭中心区域... 为研究高合金化难变形高温合金GH4975热裂敏感性,对GH4975合金铸锭裂纹形貌和组织特征进行观察,结合其凝固行为和热力学计算等方式分析热裂原因。结果表明,裂纹沿晶界和枝晶间扩展,等轴晶区比柱状晶区具有更大的热裂倾向。铸锭中心区域易出现缩孔,连续缩孔的形成导致枝晶间搭接不充分,易在应力作用下被拉开从而形成裂纹源。同时枝晶间Al、Ti、Nb元素偏析严重,复杂的析出相尤其是大量的(γ+γ′)共晶相促进了裂纹的形核与扩展。JMatPro计算可知GH4975合金固液两相区收缩率大,不可补缩温度范围大,易形成缩孔从而成为裂纹源,同时不可补缩温度区间内合金线性膨胀系数变化大,裂纹易扩展。 展开更多
关键词 高合金化 难变形高温合金 GH4975 热裂敏感性
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镍基单晶高温合金疲劳行为研究进展 被引量:1
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作者 刘满平 马辉 +3 位作者 崔壮 曾迎 孙少纯 赵国平 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第8期2151-2163,共13页
镍基单晶高温合金在高温环境下具有优异的综合性能,被广泛应用于航空发动机和燃气轮机的叶片等热端部件。疲劳失效是叶片服役过程中的主要失效形式之一,本文基于单晶高温合金疲劳行为的研究现状,分析了镍基单晶高温合金的疲劳损伤机制,... 镍基单晶高温合金在高温环境下具有优异的综合性能,被广泛应用于航空发动机和燃气轮机的叶片等热端部件。疲劳失效是叶片服役过程中的主要失效形式之一,本文基于单晶高温合金疲劳行为的研究现状,分析了镍基单晶高温合金的疲劳损伤机制,讨论了晶体取向、温度、加载方式对疲劳行为的影响,介绍了成分优化、热处理和表面处理等优化镍基单晶高温合金疲劳寿命的方法。最后提出了一些原位测试等先进测试技术在镍基单晶高温合金疲劳行为研究中的应用,并展望了镍基单晶高温合金疲劳行为研究的发展趋势。 展开更多
关键词 单晶高温合金 疲劳行为 裂纹 先进测试技术
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新型高B铸造镍基高温合金的相析出行为
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作者 王良 胡议文 +2 位作者 周培山 王斌 郑华林 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第4期1015-1025,共11页
利用JMatPro热力学软件,研究了合金元素对新型高B镍基高温合金的物相析出行为的影响,并与实际铸造组织进行对比。结果表明,新型高B镍基高温合金的铸态组织为典型的铸态枝晶形貌,主要由γ、γ′、碳化物、硼化物和(γ+γ′)共晶组织(体... 利用JMatPro热力学软件,研究了合金元素对新型高B镍基高温合金的物相析出行为的影响,并与实际铸造组织进行对比。结果表明,新型高B镍基高温合金的铸态组织为典型的铸态枝晶形貌,主要由γ、γ′、碳化物、硼化物和(γ+γ′)共晶组织(体积分数约15.5%)等组成,凝固过程中Hf和Ta元素的偏析较明显。热力学计算表明,对合金熔化温度影响较大的元素为Ti、Ta、Hf、Al、B元素。γ′相的开始析出温度及其在900℃析出量随Al含量增加而升高,而Ti元素的影响相对较小。此外,Ta和Hf合金元素将促进MC型碳化物析出,Cr元素对M_(23)C_(6)碳化物析出量的影响大于对M_(6)C碳化物。硼化物的析出主要受Cr和W元素的影响,而Mo元素对M_(3)B_(2)硼化物的析出温度影响显著。随着Co、Cr、W和Mo元素含量增加,μ相析出量和析出温度均呈现增加的趋势。 展开更多
关键词 高B镍基高温合金 热力学计算 相析出行为 硼化物 碳化物
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P元素含量对GH4738合金高温持久性能的影响
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作者 荣义 侯为学 +2 位作者 王磊 曲敬龙 杜金辉 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第8期2094-2103,共10页
针对不同P元素含量的GH4738合金,结合光学金相、扫描电镜形貌、TEM、EBSD分析,研究了P含量对GH4738合金持久性能的影响机理,探究了对合金性能有利的P元素含量范围。结果表明:合金的持久性能随着P含量的升高,呈先增大后减小的趋势,P元素... 针对不同P元素含量的GH4738合金,结合光学金相、扫描电镜形貌、TEM、EBSD分析,研究了P含量对GH4738合金持久性能的影响机理,探究了对合金性能有利的P元素含量范围。结果表明:合金的持久性能随着P含量的升高,呈先增大后减小的趋势,P元素的最佳添加量在0.0040wt%至0.0091wt%之间,此时断裂形式为混合断裂。继续增加P元素,持久寿命降低30%~50%,持久塑性降低20%~70%,断裂形式变为脆性沿晶断裂。原因在于:P元素为晶界偏析元素,含量较低时,可通过在晶界占据空位缺陷降低晶界自由能,从而提高晶界碳化物形核率,而晶界上均匀弥散分布的M_(23)C_(6)型碳化物可抑制裂纹扩展,提高晶界强度,从而提高合金持久性能;P元素含量较高时,更倾向固溶于MC型碳化物,因此随着P含量进一步的提高,晶界上MC型碳化物数量增多而M_(23)C_(6)型碳化物相对减少,块状的MC型碳化物在晶界不均匀分布,从而导致试验合金持久性能不断降低。 展开更多
关键词 GH4738合金 微量元素P 高温持久性能
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粉末高温合金热挤压工艺参数的研究进展
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作者 王杰 贾建 +1 位作者 刘志凌 曲敬龙 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第9期2416-2428,共13页
提高粉末高温合金等难变形合金的热加工性能是提高合金成形性、成材率和发展高性能合金的重要途径。合金制备工艺中的热挤压可以有效改善显微组织,提高合金的热加工性能。本文综述了近年来粉末高温合金热挤压工艺参数的研究进展,系统地... 提高粉末高温合金等难变形合金的热加工性能是提高合金成形性、成材率和发展高性能合金的重要途径。合金制备工艺中的热挤压可以有效改善显微组织,提高合金的热加工性能。本文综述了近年来粉末高温合金热挤压工艺参数的研究进展,系统地探讨了热挤压参数对挤压过程和组织的影响,总结了热挤压参数选择与优化的研究工作。目前,挤压速度和挤压比对合金组织的影响、热挤压过程的数值模拟以及挤压结构的优化等需要进一步研究。借此为理解热挤压过程以及后续工程实践提供参考,并为调控合金组织、优化热加工工艺和提高热加工性能提供一定的理论指导和技术支持。 展开更多
关键词 粉末高温合金 热挤压 组织 参数优化
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B含量对GH4738合金力学性能的影响
7
作者 荣义 侯为学 +1 位作者 杜金辉 曲敬龙 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第9期2336-2344,共9页
通过制备不同B含量的GH4738合金,利用SEM、TEM及EPMA分析研究了B含量对GH4738镍基高温合金持久性能的影响。结果表明,B含量对晶界M_(23)C_(6)型碳化物的含量及分布有显著的改善作用,提高了晶界M_(23)C_(6)的析出量和弥散分布的均匀性;B... 通过制备不同B含量的GH4738合金,利用SEM、TEM及EPMA分析研究了B含量对GH4738镍基高温合金持久性能的影响。结果表明,B含量对晶界M_(23)C_(6)型碳化物的含量及分布有显著的改善作用,提高了晶界M_(23)C_(6)的析出量和弥散分布的均匀性;B元素主要偏聚于合金中碳化物处,可能作为碳化物形成元素参与碳化物析出;B含量对合金γ′强化相的析出无影响;随着B含量的提高,合金的持久性能不断提高,持久寿命提高了8~12倍,持久塑性提高了2~4倍;持久断裂形式由脆性沿晶断裂转变为混合断裂;B含量对合金拉伸性能影响较小,由于晶粒尺寸的略微增大使合金强度小幅度下降。 展开更多
关键词 GH4738合金 B含量 持久性能
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高通量计算辅助镍基高温合金中Re、Ru元素的交互作用探究 被引量:1
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作者 吴佳奇 连利仙 +1 位作者 李雯静 刘颖 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第9期2273-2280,共8页
为探究Re、Ru元素之间复杂的交互作用机制,借助高通量计算建立了包含成分、微观组织参数、动力学参数、物性参数及宏观性能的数据集,有效降低了实验成本和时间。结果表明,Re、Ru的加入分别通过降低有效扩散系数和合金堆垛层错能以提高... 为探究Re、Ru元素之间复杂的交互作用机制,借助高通量计算建立了包含成分、微观组织参数、动力学参数、物性参数及宏观性能的数据集,有效降低了实验成本和时间。结果表明,Re、Ru的加入分别通过降低有效扩散系数和合金堆垛层错能以提高合金的蠕变寿命。Ru元素降低合金堆垛层错能、降低γ'相反相畴界能以及Ru的固溶强化作用共同影响合金的屈服强度,使屈服强度未发生显著变化。同时,在研究的4种合金体系中,Re元素显著促进tcp相析出,而Ru元素的加入并未对tcp相的析出起抑制或促进作用,并通过元素分配行为及镍基高温合金相稳定结构图分析Ru对tcp相的析出起抑制还是促进作用。 展开更多
关键词 镍基高温合金 Ru元素 Re元素 交互作用 高通量计算
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Cr_(2)O_(3)涂层对硅基陶瓷型芯与镍基单晶高温合金润湿性及界面反应的影响
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作者 何家宝 王亮 +6 位作者 邹明科 张朝威 王新广 姜肃猛 吴佳欣 孟杰 周亦胄 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第1期202-208,共7页
通过多弧离子镀法在硅基陶瓷型芯表面制备Cr_(2)O_(3)涂层,借助高温原位座滴法实验研究了Cr_(2)O_(3)涂层对硅基陶瓷型芯与镍基单晶高温合金在1550℃接触后的润湿行为以及界面反应行为的影响,并利用SEM、EDS和XRD对界面反应后的界面形... 通过多弧离子镀法在硅基陶瓷型芯表面制备Cr_(2)O_(3)涂层,借助高温原位座滴法实验研究了Cr_(2)O_(3)涂层对硅基陶瓷型芯与镍基单晶高温合金在1550℃接触后的润湿行为以及界面反应行为的影响,并利用SEM、EDS和XRD对界面反应后的界面形貌、元素分布以及反应产物进行了分析。研究发现,镍基单晶高温合金在涂覆Cr_(2)O_(3)涂层的硅基陶瓷型芯上的润湿角为98.29°。高温合金熔体中Hf、Al与Cr_(2)O_(3)涂层反应,在高温合金底部生成HfO_(2)、Al_(2)O_(3)以及游离的Cr。生成的Al_(2)O_(3)形成保护层阻止高温合金中活泼元素向界面扩散,但仍有少量高温合金熔体与失去涂层保护的硅基陶瓷基体发生反应,在界面处生成Al_(2)O_(3)以及游离的Si。生成的Cr、Si在界面处富集并在高温合金表面生成CrSi_(2);部分Si自高温合金表面向内部扩散,与W等难熔元素在高温合金近表面处形成(Mo,W,Re)_(5)Si_(3)。结果表明,镍基单晶高温合金在涂覆Cr_(2)O_(3)涂层的硅基陶瓷型芯上的润湿角相较于在未表面改性的硅基陶瓷型芯上的润湿角小,润湿性好。综合上述分析,在硅基型芯表面涂覆Cr_(2)O_(3)涂层有利于改善铸件局部位置的合金充型,但对界面反应控制效果有限。 展开更多
关键词 Cr_(2)O_(3)涂层 硅基陶瓷型芯 镍基单晶高温合金 润湿性 界面反应
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重型燃机用大尺寸UGTC47定向柱晶叶片中雀斑的形成机理及其对持久性能的影响
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作者 束国刚 玄伟东 +7 位作者 余旭 段方苗 白小龙 葛丙明 王保军 张振强 张诚江 任忠鸣 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第8期1997-2007,共11页
采用光学显微镜、扫描电子显微镜、持久试验等手段对重型燃气轮机用大尺寸UGTC47定向柱晶叶片中雀斑的形成机理及其对持久性能的影响进行了研究。结果表明,在叶片榫头的中部和根部区域出现雀斑缺陷,形成机制为偏析导致的液相密度反转,... 采用光学显微镜、扫描电子显微镜、持久试验等手段对重型燃气轮机用大尺寸UGTC47定向柱晶叶片中雀斑的形成机理及其对持久性能的影响进行了研究。结果表明,在叶片榫头的中部和根部区域出现雀斑缺陷,形成机制为偏析导致的液相密度反转,在重力的作用下引起熔液对流,导致了枝晶臂断裂从而形成雀斑。在900℃/380 MPa时,雀斑面积分数对UGTC47合金的持久性能产生明显影响。随着雀斑含量的增加,合金的持久寿命由无雀斑时的131.83 h下降到雀斑含量62%时的33.66 h。 展开更多
关键词 大尺寸定向柱晶叶片 微观组织 雀斑含量 持久性能
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热等静压及热处理工艺路线对K4169高温合金组织与性能的影响
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作者 杨经雨 苏捷 +9 位作者 谭黎明 刘锋 李千一 喻石亚 郝新 张龙飞 马鑫 易出山 刘咏 黄岚 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第5期1299-1306,共8页
研究了热等静压(HIP)、热等静压+均匀化+固溶时效(N1)与均匀化+热等静压+固溶时效(N_(2))3种热处理后K4169合金的组织性能。HIP后Laves相转化为碳化物,枝晶偏析与孔隙缺陷消除。N1与N_(2)样品γ″强化相尺寸分别为70.71与106.76 nm,N_(2... 研究了热等静压(HIP)、热等静压+均匀化+固溶时效(N1)与均匀化+热等静压+固溶时效(N_(2))3种热处理后K4169合金的组织性能。HIP后Laves相转化为碳化物,枝晶偏析与孔隙缺陷消除。N1与N_(2)样品γ″强化相尺寸分别为70.71与106.76 nm,N_(2)样品由于HIP后晶界处Nb元素富集析出大量δ相。HIP工艺提升K4169合金的室温与700℃拉伸性能,N1及N_(2)样品在650℃/620 MPa的持久寿命分别为205.88与36.87 h。拉伸测试中碳化物因应力集中破碎形成微孔,裂纹在微孔上萌生扩展;持久试验中裂纹沿晶界扩展,析出的δ相在应力作用下与基体分离产生微孔弱化晶界,降低合金持久性能。 展开更多
关键词 K4169合金 热等静压 热处理 力学性能 晶界 Δ相
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温度和孪晶界对GH3625合金力学性能和锯齿流变效应的影响
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作者 高钰璧 王文娟 +4 位作者 杨慧 王兴茂 许佳玉 甄炳 丁雨田 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第11期2920-2930,共11页
采用EBSD、SEM、TEM和准静态单轴拉伸试验,研究了温度和孪晶界对GH3625合金力学性能和锯齿流变(PLC)效应的影响。研究表明:随着退火温度(1000~1160℃)的升高,退火态试样的再结晶晶粒发生长大,导致部分退火孪晶界湮灭,从而使得合金的退... 采用EBSD、SEM、TEM和准静态单轴拉伸试验,研究了温度和孪晶界对GH3625合金力学性能和锯齿流变(PLC)效应的影响。研究表明:随着退火温度(1000~1160℃)的升高,退火态试样的再结晶晶粒发生长大,导致部分退火孪晶界湮灭,从而使得合金的退火孪晶界含量和强度降低;并且发现退火温度越低时,合金出现锯齿流变的临界应变值越大。同时,退火态试样在25和290℃下拉伸变形时主要以位错滑移和变形孪生为主,而在565℃时主要以位错滑移为主,并有大量的层错形成;随着变形温度的升高,位错易于穿过晶界和退火孪晶界,导致锯齿流变产生,晶界强化效果减弱,导致合金强度下降。此外,退火温度为1000℃的试样在25~565℃温度范围内具有优异的强度和塑性组合,这主要归因于预先存在的细小晶粒和大量的退火孪晶界与位错的交互作用以及拉伸变形过程中形成的变形孪晶和层错的共同作用。除此之外,发现孪晶含量和变形温度对锯齿流变振幅影响显著。 展开更多
关键词 GH3625合金 温度 孪晶界 力学性能 锯齿流变(PLC)效应
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GH4169合金扩散连接界面区热变形特性研究
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作者 徐勤思 张洺川 +5 位作者 刘意 蔡雨升 牟义强 任德春 吉海宾 雷家峰 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第7期1864-1872,共9页
采用Gleeble 3800热机械模拟实验机对GH4169合金扩散连接区进行热压缩试验,在变形温度为1213~1333 K和应变速率为0.01~10 s^(-1)的范围内,研究了GH4169合金扩散连接区的热变形行为。结果表明,通过热变形可以有效消除GH4169合金扩散界面... 采用Gleeble 3800热机械模拟实验机对GH4169合金扩散连接区进行热压缩试验,在变形温度为1213~1333 K和应变速率为0.01~10 s^(-1)的范围内,研究了GH4169合金扩散连接区的热变形行为。结果表明,通过热变形可以有效消除GH4169合金扩散界面的“连接线”。扩散连接界面区的δ相演化情况受变形条件的影响。变形温度低于δ相的溶解温度时,残存球化的δ相阻碍再结晶形核晶粒的长大,影响后续再结晶过程,降低应变速率可以促进δ相的球化程度;变形温度高于δ相的溶解温度时,δ相溶解为再结晶提供额外的驱动力,再结晶程度显著提升。采用基于应变补偿的双曲正弦型Arrhenius本构方描述GH4169合金扩散连接区流变应力与变形条件间的关系,本构方程的计算值与实验值吻合较好。根据GH4169合金扩散连接区的动态模型构建热加工图,确定了最佳加工参数范围为:变形温度为1310~1333 K、应变速率为0.01~0.05 s^(-1)。 展开更多
关键词 GH4169合金 连接线 扩散连接区 热变形 Δ相 本构方程 热加工图
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MA-SPS法制备WTaCrVTi难熔高熵合金的组织结构与力学性能
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作者 陈时杰 张世荣 +1 位作者 薛丽红 严有为 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第9期2368-2376,共9页
采用机械合金化-放电等离子烧结(MA-SPS)法制备W_(23.5)Ta_(23.5)Cr_(23.5)V_(23.5)Ti_(6)难熔高熵合金,探索球磨时间对合金的元素分布及组织结构的影响。研究发现,经过40 h球磨后的粉末,颗粒尺寸大小一致,为3.65±1.91μm,并呈现... 采用机械合金化-放电等离子烧结(MA-SPS)法制备W_(23.5)Ta_(23.5)Cr_(23.5)V_(23.5)Ti_(6)难熔高熵合金,探索球磨时间对合金的元素分布及组织结构的影响。研究发现,经过40 h球磨后的粉末,颗粒尺寸大小一致,为3.65±1.91μm,并呈现等轴颗粒形貌,经1500℃的SPS烧结,得到了致密的、组织均匀的合金。其中bcc结构的WTaCrVTix固溶体连续分布,W、Ta、Cr和V的原子比接近等原子比;少量的Laves相弥散分布在基体中;fcc结构的TiO颗粒的平均尺寸为1.08±0.38μm,均匀分布在基体中。合金的室温/高温压缩屈服强度和显微硬度分别为2870、1954 MPa和873.4±7.6 HV。 展开更多
关键词 钨合金 机械合金化 放电等离子烧结 微观结构 力学性能
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热暴露时效对DD6合金组织和强度的影响
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作者 崔文明 张晓辰 +4 位作者 王巍 李铸铁 王纪兴 张瑞 梁锡炳 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第8期2071-2078,共8页
对DD6镍基单晶高温合金进行热暴露时效处理获得不同程度的退化组织,研究组织退化演变机理以及对应剩余强度和断裂机理,并探讨组织退化损伤程度的参量表征方式,建立组织退化损伤程度与剩余强度间的量化映射关系。结果表明,在热暴露时效... 对DD6镍基单晶高温合金进行热暴露时效处理获得不同程度的退化组织,研究组织退化演变机理以及对应剩余强度和断裂机理,并探讨组织退化损伤程度的参量表征方式,建立组织退化损伤程度与剩余强度间的量化映射关系。结果表明,在热暴露时效过程中,γ′相按照Ostwald熟化机制回溶或长大,980℃下1190 h和1100℃下100 h后γ′相含量已基本达到热力平衡态,γ相和γ′相随着温度升高和时间延长继续粗化并趋于稳定,最终γ相宽度约400 nm和γ'相宽度约760 nm。在粗化的同时,DD6合金在内部γ/γ′相错配应力或外加应力作用下,组织发生筏化。粗化和筏化均降低了合金的强度。综合考虑粗化和筏化作用,本研究采用微观结构尺寸参量ωλ^(2)与剩余强度建立了良好的量化映射关系式,且该损伤量化表征方式不受合金初始态微观结构尺寸的约束。 展开更多
关键词 DD6合金 热暴露时效 组织退化 剩余强度 量化表征
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镍基高温合金定向快速凝固的分子动力学模拟
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作者 曹琳 江五贵 +3 位作者 王津 陈韬 毛隆辉 胡晨曦 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第11期2825-2832,共8页
运用分子动力学方法研究了NixCryFez在定向快速凝固过程中的微观组织演化和凝固后的拉伸力学性能。研究发现,在固液转变时,温度先急剧下降,后由于潜热释放而轻微上升。在此过程中,晶核优先在低温区形成,展现了异质凝固的特性。凝固完成... 运用分子动力学方法研究了NixCryFez在定向快速凝固过程中的微观组织演化和凝固后的拉伸力学性能。研究发现,在固液转变时,温度先急剧下降,后由于潜热释放而轻微上升。在此过程中,晶核优先在低温区形成,展现了异质凝固的特性。凝固完成后,合金以面心立方(fcc)为主,同时包含少量密排六方(hcp)和体心立方(bcc)结构,非晶态晶界亦占有显著比例。Ni_(60)Cr_(21)Fe_(19)合金元素浓度分析进一步表明Cr原子在晶界处偏析。此外,合金凝固后形成了大量热致孪晶和堆垛层错,位错密度高达1016 m^(-2)量级,且位错线在低温区更为密集,呈现出明显的非均匀性。还研究了4种不同比例的Ni-Cr-Fe合金的形核过程,发现合金元素比例对形核率有显著影响。此外,还对凝固后的Ni_(60)Cr_(21)Fe_(19)合金进行了2个方向的拉伸测试模拟,结果表明,由于定向凝固组织的各向异性特性导致垂直凝固方向的抗拉强度低于平行凝固方向的抗拉强度。位错密度的变化与拉伸应力应变的变化趋势并不完全吻合,这一现象表明Ni_(60)Cr_(21)Fe_(19)合金定向快速凝固组织的强化机制更为复杂,可能涉及多种强化机制的协同作用。 展开更多
关键词 镍基高温合金 定向快速凝固 微观组织 各向异性 分子动力学
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优质GH4738合金小变形条件下的组织演化
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作者 黄彬 荣义 +1 位作者 侯为学 张麦仓 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第8期2051-2061,共11页
以优质GH4738合金作为研究对象,分析了不同小变形条件下,初始晶粒尺寸、热变形参数对该合金流变特性的影响,并采用光学显微镜、电子背散射衍射、透射电镜分析了优质GH4738合金热变形态及亚固溶处理态显微组织变化及软化机理。结果表明,... 以优质GH4738合金作为研究对象,分析了不同小变形条件下,初始晶粒尺寸、热变形参数对该合金流变特性的影响,并采用光学显微镜、电子背散射衍射、透射电镜分析了优质GH4738合金热变形态及亚固溶处理态显微组织变化及软化机理。结果表明,在较低变形温度下流变应力与初始晶粒尺寸有着一定正相关性,随着变形温度的升高,初始晶粒尺寸的变化对流变应力影响变小;GH4738合金的动态再结晶体积分数对初始晶粒尺寸具有强烈的依赖性,变形温度的提高和工程应变量的增加均可以促进动态再结晶的发生。GH4738合金动态再结晶以晶界弓弯形核非连续动态再结晶机制为主,同时在动态再结晶及晶粒长大过程中,晶界处由于原子迁移发生小面化,产生类直角型台阶状的晶界。亚固溶处理过程中合金内部发生了静态再结晶,而且尚未完全回溶的强化相γ′促进再结晶形核,使得晶粒组织明显细化。 展开更多
关键词 GH4738合金 小变形 组织演变 亚固溶处理 晶粒异常长大
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退火温度对L-PBF成形镍基粉末高温合金组织和力学性能的影响
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作者 王耀 任晓娜 +1 位作者 陈志培 葛昌纯 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第12期3186-3191,共6页
通过对激光粉末床熔化(laser powder bed fusion,L-PBF)成形FGH4096M镍基粉末高温合金进行不同温度的退火处理,采用SEM、EBSD等分析了合金的微观组织结构,并对其进行了拉伸测试,进而研究退火工艺对激光粉末床熔化成形FGH4096M镍基粉末... 通过对激光粉末床熔化(laser powder bed fusion,L-PBF)成形FGH4096M镍基粉末高温合金进行不同温度的退火处理,采用SEM、EBSD等分析了合金的微观组织结构,并对其进行了拉伸测试,进而研究退火工艺对激光粉末床熔化成形FGH4096M镍基粉末高温合金中显微组织的演变及力学性能的影响。结果表明:随着退火温度的升高,成形态合金中胞状晶组织和柱状晶组织出现了消失的趋势,当退火温度为900℃时,开始发现有大量γ′相析出;其硬度值先升高后降低,抗拉强度和屈服强度均呈现先上升后降低趋势,但其断后延伸率在逐渐降低。通过对晶粒取向差分布分析,可知退火能够消除部分残余应力。这一研究成果为激光粉末床熔化成形镍基粉末高温合金性能的提升提供了有效的数据支撑。 展开更多
关键词 镍基粉末高温合金 退火 L-PBF 晶粒 残余应力
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Hf微合金化对K4800镍基高温合金氧化行为的影响
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作者 卢建强 王琳琳 +4 位作者 欧美琼 侯坤磊 王旻 王平 马颖澈 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第7期1873-1881,共9页
研究了Hf微合金化对K4800镍基高温合金高温氧化行为的影响。结果表明,K4800和K4800+0.25Hf 2种实验合金在800、850℃空气环境下恒温静态氧化过程中,氧化动力学曲线均符合抛物线规律,但是K4800+0.25Hf合金氧化初期的速率(800℃/20 h为0.0... 研究了Hf微合金化对K4800镍基高温合金高温氧化行为的影响。结果表明,K4800和K4800+0.25Hf 2种实验合金在800、850℃空气环境下恒温静态氧化过程中,氧化动力学曲线均符合抛物线规律,但是K4800+0.25Hf合金氧化初期的速率(800℃/20 h为0.026 g/m^(2)·h,850℃/20 h为0.061 g/m^(2)·h)低于K4800合金(800℃/20 h为0.041 g/m^(2)·h,850℃/20 h为0.066 g/m^(2)·h)。2种实验合金的氧化层均由外氧化层与内氧化层构成,外氧化层以致密的Cr_(2)O_(3)为主,并会在Cr_(2)O_(3)外氧化层表面形成少量块状TiO_(2),内氧化层主要包含树根状分布的Al_(2)O_(3)。但随着合金中Hf含量从0wt%增加到0.25wt%,800℃静态氧化1000 h后Cr_(2)O_(3)外氧化层平均厚度从2.71μm减小到2.17μm,850℃静态氧化1000 h后从5.83μm减小到4.09μm。EPMA分析结果表明,Hf使K4800合金内氧化层晶界形成HfO_(2),促使Al_(2)O_(3)在HfO_(2)周围形成并加速Al_(2)O_(3)的生长,晶界的Al_(2)O_(3)和HfO_(2)有利于降低Cr^(3+)向外扩散速率,延缓了Cr_(2)O_(3)氧化层厚度增加。因此,微量Hf添加有助于提高K4800合金的抗氧化性能。 展开更多
关键词 镍基高温合金 K4800合金 Hf微合金化 高温氧化行为
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K439B铸造高温合金双态型γ′相长期时效粗化行为研究
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作者 屈星海 高磊 +3 位作者 吴一栋 惠希东 肖程波 陈晶阳 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第2期490-496,共7页
以承温能力达800℃的K439B合金为研究对象,研究该合金标准热处理态组织中γ′相的形态,以及800℃下时效6000、7000、8000和10000 h过程中的γ′相演变规律和粗化行为。结果表明,合金标准热处理后枝晶干γ′相细小均匀,而枝晶间γ′相呈... 以承温能力达800℃的K439B合金为研究对象,研究该合金标准热处理态组织中γ′相的形态,以及800℃下时效6000、7000、8000和10000 h过程中的γ′相演变规律和粗化行为。结果表明,合金标准热处理后枝晶干γ′相细小均匀,而枝晶间γ′相呈现出大小两种形态。合金在长期时效后枝晶间区域仍然保留双态型γ′相。合金长期时效后γ′相由标准热处理态的球状逐渐向立方状转变,立方状γ′相获得了互相平行的边界,未出现筏排化现象。合金在长期时效过程中,γ′相尺寸增大,但体积分数变化不明显。γ′相尺寸随时效时长的变化同时符合Lifshitz-Slyozov-Wagner(LSW)和相界面扩散控制理论(TIDC)两种模型,其内在原因认为是由于元素在基体与界面的扩散速率相当。 展开更多
关键词 K439B镍基高温合金 长期时效 组织稳定性 γ′相
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