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NiTi合金超弹性和弹热冷却效应的微观组织演变
1
作者 庞国鑫 何祝斌 +5 位作者 林艳丽 祖宇飞 李细锋 付雪松 周文龙 陈国清 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第1期213-221,共9页
通过对具有不同马氏体含量、位错密度和晶粒尺寸的3种NiTi合金进行绝热循环加载试验,研究了不同微观组织对NiTi合金变形过程中呈现出的超弹性、变形模式和弹热冷却效应的内在影响机制。结果表明,大量位错和马氏体的存在以及小的晶粒尺... 通过对具有不同马氏体含量、位错密度和晶粒尺寸的3种NiTi合金进行绝热循环加载试验,研究了不同微观组织对NiTi合金变形过程中呈现出的超弹性、变形模式和弹热冷却效应的内在影响机制。结果表明,大量位错和马氏体的存在以及小的晶粒尺寸可以降低NiTi合金超弹性功能退化的程度和局部不均匀变形的可能性,但弹热冷却能力较弱,并且应变值越小超弹性越好(最小ε_(residual)=0.23%),弹热冷却能力越差(最大ΔT_(cooling)=0.63 K)。完全消除位错和马氏体以及增大晶粒尺寸可以获得较大的弹热冷却能力(ΔT_(cooling)=25 K),但其功能退化现象严重(由25 K降至9.6 K,下降61.6%)。通过400℃/15 min退火工艺调控位错和马氏体含量以及晶粒尺寸,既可以获得良好的超弹性和均匀的变形能力,又可以得到可观的弹热冷却能力(ΔT_(cooling)=7.2 K),同时可改善功能退化程度。 展开更多
关键词 微观组织 超弹性 弹热冷却 相变
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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
2
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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熔模铸造车用IN713C合金涡轮件热裂数值模拟及分析 被引量：2
3
作者 贾志宏 肖家乐 +3 位作者 张泽坤 李金华 赵玉涛 梁向锋 《特种铸造及有色合金》 北大核心 2025年第4期631-635,共5页
对车用IN713C涡轮的熔模铸造过程进行了模拟,通过对涡轮结构、凝固顺序和应力分布的分析预测了涡轮的热裂倾向,并对不同浇注工艺参数对热裂倾向性影响进行了分析。结果表明,热裂缺陷集中在涡轮叶边缘处,模拟结果与实际浇注试样一致;叶... 对车用IN713C涡轮的熔模铸造过程进行了模拟,通过对涡轮结构、凝固顺序和应力分布的分析预测了涡轮的热裂倾向,并对不同浇注工艺参数对热裂倾向性影响进行了分析。结果表明,热裂缺陷集中在涡轮叶边缘处,模拟结果与实际浇注试样一致;叶片边缘处热裂倾向性随型壳温度提高而降低,随浇注温度提高而先增大后降低。 展开更多
关键词 增压涡轮 IN713C合金 热裂 熔模铸造 数值模拟
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Co添加对Ni_(50-x)Cr_(20)Fe_(20)Al_(10)Co_(x)中熵合金微观组织和力学性能的影响
4
作者 张洋 王建军 +3 位作者 赵聃 焦志明 张团卫 马胜国 《热加工工艺》 北大核心 2025年第14期227-237,共11页
通过改变Ni与Co元素含量,在高纯度氩气氛下真空电弧熔炼制备得到Ni_(50-x)Cr_(20)Fe_(20)Al_(10)Co_(x)(x=0,5,10,at%,对应的合金分别简记为Co0、Co5和Co10)合金锭。利用热力学计算和分子动力学模拟分析Co对合金层错能的影响,利用XRD、... 通过改变Ni与Co元素含量,在高纯度氩气氛下真空电弧熔炼制备得到Ni_(50-x)Cr_(20)Fe_(20)Al_(10)Co_(x)(x=0,5,10,at%,对应的合金分别简记为Co0、Co5和Co10)合金锭。利用热力学计算和分子动力学模拟分析Co对合金层错能的影响,利用XRD、SEM和TEM等分析合金的析出相形貌,并测试了合金的拉伸性能。结果表明,Co含量的增加和Ni/Co比的降低,明显降低合金的层错能,进而为合金的塑性变形行为提供更多的强化因子。时效热处理促使合金内部析出少量的BCC相沉淀物和高体积分数含量的L12相纳米颗粒,这些促使合金表现出优异的强塑性结合。该体系合金在室温条件下表现出优异的综合力学性能。Co5合金时效态的力学性能最佳,屈服强度约为685 MPa、抗拉强度约为1326 MPa、断后伸长率约为24%。Co5合金展现出优异的加工硬化能力,在真应变为1%~9%范围内保持了3400 MPa的稳态应变硬化率。 展开更多
关键词 NiCrFeAlCo中熵合金 层错能 Ni/Co比 析出相 时效
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激光重熔对SLM成形Inconel 718合金组织及织构的影响
5
作者 崔晓明 王振旺 +3 位作者 白朴存 刘飞 安建林 赵学平 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第10期2591-2598,共8页
基于选区激光熔化(selective laser melting,SLM)技术制备了不同重熔扫描角度(0°、67°、90°)的Inconel 718合金。利用XRD、OM、SEM、EBSD、TEM等测试方法表征了重熔前后沉积态实验合金微观组织及织构演变,结果表明:重熔... 基于选区激光熔化(selective laser melting,SLM)技术制备了不同重熔扫描角度(0°、67°、90°)的Inconel 718合金。利用XRD、OM、SEM、EBSD、TEM等测试方法表征了重熔前后沉积态实验合金微观组织及织构演变,结果表明:重熔合金主要由Laves相以及少量含Nb、Ti元素的碳氮化物和Al_(2)O_(3)组成。重熔后合金中的鱼鳞状熔池变宽且变浅,合金中柱状晶沿打印方向明显生长且宽度增大,这主要是由于重熔对同一铺粉层下的第一道熔池进行了二次热输入,为柱状晶连续生长提供了驱动力。重熔后合金中择优取向强度明显增加,具有较强的<100>立方织构,随着重熔转角的增大织构强度增加。重熔前后合金中柱状晶均以外延生长方式为主,重熔能诱发同一铺粉层相邻熔池交叠区组织由细小晶粒随机取向生长向大尺寸柱状晶外延竞争生长转变,且不同重熔转角影响交叠区柱状晶内部取向梯度分布方向和外延竞争生长强烈程度。 展开更多
关键词 Inconel 718合金 选区激光熔化 激光重熔 扫描角度 微观组织
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FGH4097合金热处理过程中γ′相演变行为
6
作者 王强 张兵 +6 位作者 瞿宗宏 张曾雯 赖运金 高欢 李少强 杨奔 王快社 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第9期2290-2300,共11页
对热等静压态(hot isostatic pressure,HIP)FGH4097合金进行热处理,采用SEM和TEM等分析手段,研究了合金中γ′相在固溶和冷却过程中的溶解和析出行为。结果表明:固溶过程中,位错辅助Al、Ti原子扩散,促进γ′相分裂溶解,其中次生γ′相... 对热等静压态(hot isostatic pressure,HIP)FGH4097合金进行热处理,采用SEM和TEM等分析手段,研究了合金中γ′相在固溶和冷却过程中的溶解和析出行为。结果表明:固溶过程中,位错辅助Al、Ti原子扩散,促进γ′相分裂溶解,其中次生γ′相从中心分裂成细小的γ′相优先溶解,初生γ′相通过γ/γ′相界面向内分裂成尺寸较小的γ′相而后溶解;基于JMAK方程,建立了描述γ′相溶解的动力学方程,线性拟合相关系数R=0.9933,平均相对误差(average relative error,AARE)值为10.01%,可预测γ′相在850~1200℃范围内的面积分数;冷却过程中,在位错作用下,初生γ′相优先在晶界析出,沿着垂直于晶界方向不规则生长,导致弯曲晶界生成;次生γ′相在晶内析出。随着中间温度(middle temperature,MT)从1200℃降低至850℃,晶内析出的γ′相尺寸从76 nm增加到521 nm,合金显微硬度从471.45 HV减小到394.18 HV,表明合金的显微硬度随γ′相尺寸的增大而减小。 展开更多
关键词 FGH4097合金 γ′相 溶解和析出行为 JMAK方程 弯曲晶界
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晶界特性对GH4151合金冲击性能的影响
7
作者 唐超 马鑫凯 +4 位作者 孟范超 陈淑英 曲敬龙 张麦仓 张继 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第12期4129-4148,共20页
本研究系统探究了晶界特性对GH4151合金冲击性能的影响机制。针对航空发动机关键热端转动部件用GH4151合金,采用不同固溶温度(1120℃、1150℃)和两级时效处理工艺,通过电子背散射衍射(EBSD)、电子能量损失谱(EELS)及夏比冲击测试等技术... 本研究系统探究了晶界特性对GH4151合金冲击性能的影响机制。针对航空发动机关键热端转动部件用GH4151合金,采用不同固溶温度(1120℃、1150℃)和两级时效处理工艺,通过电子背散射衍射(EBSD)、电子能量损失谱(EELS)及夏比冲击测试等技术,定量分析了晶界类型分布、电子结构特征与力学性能的关联规律。结果表明:1)时效处理导致低Σ重位点阵(CSL)晶界(特别是Σ3晶界)比例下降,其密度与冲击功呈显著正相关性;2)晶界与晶内区域Ni原子3d电子占据态密度差值(Δn_(3d))随时效过程增大,与冲击韧性呈明显负相关;3)Σ3晶界因具有低界面能和高晶格匹配度,表现出优异的抗元素偏聚能力,能有效阻碍裂纹扩展。本研究突破了传统析出相主导的脆化机制认知,从晶界本征特性与电子结构角度揭示了高温合金时效脆化的新机制,为高温合金晶界工程优化设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 GH4151 重位点阵晶界 电子能量损失谱 冲击韧性
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先进超超临界汽轮机转子用大截面C700R-1合金锻件及力学性能
8
作者 白亚冠 聂义宏 +6 位作者 张鑫 寇金凤 郭伟 李红梅 张冰冰 曹志远 王宝忠 《材料工程》 北大核心 2025年第11期72-79,共8页
面向未来煤炭清洁高效利用的发展需求,开展了先进超超临界汽轮机转子用C700R-1镍基合金转子锻件的研制,并对试制的转子锻件进行了常规力学性能和短时持久性能的检测。结果表明,采用闭式镦粗+挤压的方式可以实现Φ850 mm锻件的高均质化... 面向未来煤炭清洁高效利用的发展需求,开展了先进超超临界汽轮机转子用C700R-1镍基合金转子锻件的研制,并对试制的转子锻件进行了常规力学性能和短时持久性能的检测。结果表明,采用闭式镦粗+挤压的方式可以实现Φ850 mm锻件的高均质化锻造。研制的大截面锻件锻态晶粒度在4~7级,热处理后的晶粒度在3级左右。由于边缘部位固溶后冷却速率高,后续时效过程中可析出大量均匀细小的γ′相。因此,锻件边缘拉伸性能略优于心部和1/2R。边缘位置不同方向拉伸性能波动很小。锻件室温抗拉强度>950 MPa,屈服强度>600 MPa,冲击功AKV>70 J;700℃抗拉强度>750 MPa,屈服强度>500 MPa。室温和700℃的伸长率和断面伸缩率均在25%以上。锻件在700℃/300 MPa条件下的持久时间>7000 h。本课题通过闭式镦粗+挤压的变形方式以及合理的热处理工艺,实现了Φ850 mm截面等级镍基合金锻件的均质化制造,为后续全尺寸镍基合金转子锻件的制造提供了关键数据。 展开更多
关键词 先进超超临界 转子 C700R-1 镍基合金 挤压 力学性能
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冷却速度对GH4145合金中析出相的影响
9
作者 王立民 张亚辉 《稀有金属》 北大核心 2025年第1期10-19,共10页
本文针对GH4145合金大型锻件心部和表面冷却速度相差较大的问题,采用平衡相热力学计算、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线小角散射粒度分析仪以及析出相定量分析方法,对不同冷却速度下GH4145合金中的析出相进行了研究... 本文针对GH4145合金大型锻件心部和表面冷却速度相差较大的问题,采用平衡相热力学计算、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线小角散射粒度分析仪以及析出相定量分析方法,对不同冷却速度下GH4145合金中的析出相进行了研究。结果表明,Al元素单位含量对GH4145合金中γ′相最大析出量和最高析出温度影响最大,其次是Ti元素,Al和Ti元素单位含量的增加对γ′相最大析出量的影响程度分别是Nb和Fe的60.90倍、70.27倍和24.30倍、28.04倍;随着固溶后冷却速度的减慢,合金中的γ′相粒子尺寸增大,形状由近球形向立方形过渡,并由二次析出转变为二次析出和三次析出同时存在。炉冷后析出的二次γ′相与炉冷时效后析出的二次γ′相尺寸相差不大,约为100 nm;炉冷时效后析出的三次γ′相尺寸非常细小,为5~10 nm。冷却速度较快时(水冷和油冷),M_(23)C_(6)有类针状和块状两种形态;冷却速度较慢时(空冷和炉冷),M_(23)C_(6)只有块状,而且随着冷却速度的减慢,块状M_(23)C_(6)逐渐连接成条状,这种晶界上呈条状分布的M_(23)C_(6)使得合金的冲击韧性降低。 展开更多
关键词 GH4145合金 冷却速度 γ′相 M_(23)C_(6)
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硫酸铈对镍电结晶行为及沉积层晶粒细化的作用
10
作者 徐仰涛 彭尹 +2 位作者 杜海洋 李艳红 仲志强 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第5期1273-1282,共10页
研究添加不同浓度硫酸铈(Ce_(2)(SO_(4))_(3))对工业电解液电沉积过程中镍沉积层晶粒细化的作用。通过线性扫描伏安(linear sweep voltammetry,LSV)曲线、循环伏安(cyclic voltammetry,CV)曲线和计时电流(chronoamperometry,CA)曲线分... 研究添加不同浓度硫酸铈(Ce_(2)(SO_(4))_(3))对工业电解液电沉积过程中镍沉积层晶粒细化的作用。通过线性扫描伏安(linear sweep voltammetry,LSV)曲线、循环伏安(cyclic voltammetry,CV)曲线和计时电流(chronoamperometry,CA)曲线分析不同浓度Ce_(2)(SO_(4))_(3)对镍电结晶行为的影响;利用扫描电子显微镜分析沉积层微观组织形貌;利用原子力显微镜分析沉积层晶粒尺寸高度波动范围以及表面均方根粗糙度;通过X射线衍射分析其择优取向和晶体结构。结果表明:添加不同浓度Ce_(2)(SO_(4))_(3)会使镍的起始沉积电位发生负移,阴极极化程度增大,过电位增加,形核弛豫时间t_(m)缩短,加快镍电沉积过程中的形核速率,从而使沉积层晶粒细化。但添加Ce_(2)(SO_(4))_(3)并不会改变镍的电结晶形核机理,同时也不会改变镍沉积层的晶体结构,其仍为面心立方结构(fcc)。当添加0.6 g/L的Ce_(2)(SO_(4))_(3)时,晶粒生长取向由(111)面转变为(111)面和(220)面双向择优生长,此时沉积层晶粒分布均匀,晶粒发生明显细化。 展开更多
关键词 镍沉积层 电结晶行为 晶粒细化 微观组织
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镍基单晶高温合金疲劳行为研究进展 被引量：1
11
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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高返回比GH4738合金的热变形行为及微观组织演变 被引量：1
12
作者 王姝珺 田庆旭 +7 位作者 曲敬龙 王广磊 武慧慧 秦卫东 张华 江亮 陈淑英 孟范超 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第3期903-917,共15页
高温合金返回料的回收再利用对提升我国高温合金产业的资源利用效率具有重要意义。本文对比分析了全新料和含60%(质量分数)切削返回料的GH4738合金在热变形过程中的力学响应和组织演变行为。通过980~1100℃热压缩试验,结合表征手段,分... 高温合金返回料的回收再利用对提升我国高温合金产业的资源利用效率具有重要意义。本文对比分析了全新料和含60%(质量分数)切削返回料的GH4738合金在热变形过程中的力学响应和组织演变行为。通过980~1100℃热压缩试验,结合表征手段,分析了两种材料的初始微观组织特征及演变规律。结果表明,返回料与全新料的初始组织形貌相似,但返回料的平均晶粒尺寸略小,碳化物和γ'相的平均尺寸较大且分布密度低。在应变速率为0.1 s^(-1)的热变形条件下,两种材料表现出相似流变特性,但返回料在1020和1060℃时的峰值应力降低7%~10%,这与碳化物粗化和γ'相密度降低相关。研究结果证实,合理的回收处理工艺能够有效保持GH4738返回料合金的组织完整性和热加工性能。 展开更多
关键词 GH4738合金 返回料 微观组织 热压缩行为 再利用
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选区激光熔化成形NiTi合金性能调控研究进展
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作者 张刚 田卓原 +1 位作者 石玗 樊丁 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第5期1353-1366,共14页
NiTi合金因其出色的形状记忆和超弹性效应、良好的耐腐蚀性和生物相容性,在航空航天、生物医疗等领域有着巨大的应用潜力。因其自身材料特性,基于传统加工工艺难以精确构筑复杂构型部件,严重限制着其规模化应用与发展。选区激光熔化技术... NiTi合金因其出色的形状记忆和超弹性效应、良好的耐腐蚀性和生物相容性,在航空航天、生物医疗等领域有着巨大的应用潜力。因其自身材料特性,基于传统加工工艺难以精确构筑复杂构型部件,严重限制着其规模化应用与发展。选区激光熔化技术(selective laser melting,SLM)作为一种先进的快速成型技术可实现金属构件的一体化近净成形,特适合于低成本快速制造具有复杂结构的NiTi合金构件。本文综述了近年来国内外关于SLM调控NiTi合金性能的研究进展,重点评述了SLM对合金相变行为、力学性能和功能特性的影响规律及调控策略,揭示了NiTi合金性能失效机制,并展望了SLM成形NiTi合金研究中需重点突破的难题和未来发展方向,为保障生命安全和身体健康,推进医工交叉学科的快速发展提供参考。 展开更多
关键词 镍钛合金 形状记忆效应 选区激光熔化 微观结构 性能调控
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P元素含量对GH4738合金高温持久性能的影响
14
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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冷速对NiCrAlFe合金凝固组织微观结构的影响
15
作者 李亚敏 毛德成 +1 位作者 范树通 刘洪军 《特种铸造及有色合金》 北大核心 2025年第1期71-79,共9页
采用分子动力学对NiCrAlFe合金在1×10^(11)~1×10^(14)K/s冷速下的快速凝固过程进行了模拟,并通过平均势能、径向分布函数和最大标准团簇分析法等研究了该合金凝固过程微观结构的演变特征。结果表明,该合金凝固的临界冷速约为4... 采用分子动力学对NiCrAlFe合金在1×10^(11)~1×10^(14)K/s冷速下的快速凝固过程进行了模拟,并通过平均势能、径向分布函数和最大标准团簇分析法等研究了该合金凝固过程微观结构的演变特征。结果表明,该合金凝固的临界冷速约为4×10^(12)K/s,高于该冷速时体系中非晶原子(TCP原子)占主要地位,低于该冷速时体系会大量结晶,形成以FCC原子为主的晶体结构。对于结晶化的体系,1×10^(12)K/s冷速下形成的晶体结构有序度最优;2×10^(11)K/s冷速下会形成复杂的五重孪晶结构,导致该冷速下体系结构的有序度较低。说明冷却速度对合金凝固组织的微观结构有显著影响。 展开更多
关键词 NiCrAlFe合金 快速凝固 显微组织 分子动力学
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B含量对GH4738合金力学性能的影响
16
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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条纹晶缺陷对CMSX-4镍基单晶合金拉伸性能影响
17
作者 余旭 玄伟东 +5 位作者 张诚江 王鑫奕 张翔宇 王保军 屠挺生 任忠鸣 《特种铸造及有色合金》 北大核心 2025年第5期737-742,共6页
采用拉伸试验和微观组织观察,结合晶体塑性理论,研究了条纹晶缺陷对CMSX-4镍基单晶高温合金拉伸性能的影响。结果表明,在980℃时,无条纹晶试样拉伸断裂模式为剪切断裂,有条纹晶试样断裂模式为混合型断裂。条纹晶缺陷导致单晶试样塑性降... 采用拉伸试验和微观组织观察,结合晶体塑性理论,研究了条纹晶缺陷对CMSX-4镍基单晶高温合金拉伸性能的影响。结果表明,在980℃时,无条纹晶试样拉伸断裂模式为剪切断裂,有条纹晶试样断裂模式为混合型断裂。条纹晶缺陷导致单晶试样塑性降低,但并未显著影响合金的抗拉强度。有条纹晶试样拉伸过程中条纹晶区域出现应力集中,裂纹沿着晶界扩展,导致试样塑性降低。 展开更多
关键词 镍基高温合金 晶体塑性 条纹晶 拉伸性能
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高碳镍基高温合金凝固过程相变与热裂敏感性关联分析
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作者 李澍 赵展 +1 位作者 江河 董建新 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第5期1261-1272,共12页
针对高碳镍基高温合金铸锭凝固过程中复杂析出相演变行为,本研究采用多种手段探究了凝固过程中相变与热裂敏感性的关联性。通过光学显微镜、扫描电子显微镜及热力学计算等方法明确铸锭热裂敏感性的组织原因;采用差示扫描量热实验和等温... 针对高碳镍基高温合金铸锭凝固过程中复杂析出相演变行为,本研究采用多种手段探究了凝固过程中相变与热裂敏感性的关联性。通过光学显微镜、扫描电子显微镜及热力学计算等方法明确铸锭热裂敏感性的组织原因;采用差示扫描量热实验和等温凝固实验结合组织分析结果,揭示了凝固过程中相变对热裂敏感性的影响;通过零强度和零塑性温度确定以及热应力分析,阐明了合金凝固过程组织演变对强塑性的影响是导致高热裂敏感性的本质原因。研究合金凝固析出相种类复杂,Al、C、Ti、Co、Ni、Nb和Mo元素在液相中的显著富集导致Laves相和(γ+γ′)共晶相在较低温度下形成,这也使得凝固的最后阶段速率缓慢,凝固温度区间高达151℃。在脆性温度区间铸锭承受的第一主应力受锭型大小和浇注工艺的影响,应力会超过合金的强度极限,表明合金自身具有高热裂倾向。揭示这类高温合金凝固过程与铸锭强韧性之间的关联,可为控制凝固过程中的开裂倾向提供理论和实践指导。 展开更多
关键词 镍基高温合金 热裂 凝固 相变 力学性能
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高温循环载荷对DZ411合金γ′相演变行为的影响
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作者 郑五岳 智一恒 +3 位作者 周彤彤 曹铁山 程从前 赵杰 《航空材料学报》 北大核心 2025年第2期45-52,共8页
为了模拟研究循环载荷对DZ411定向凝固高温合金中强化相(γ′相)演变行为的影响,开展950℃下的循环载荷(平均应力/应力幅值为200 MPa/130 MPa和150 MPa/130 MPa)和恒载荷(200 MPa)等断裂实验研究,并采用光学显微镜和扫描电子显微镜研究... 为了模拟研究循环载荷对DZ411定向凝固高温合金中强化相(γ′相)演变行为的影响,开展950℃下的循环载荷(平均应力/应力幅值为200 MPa/130 MPa和150 MPa/130 MPa)和恒载荷(200 MPa)等断裂实验研究,并采用光学显微镜和扫描电子显微镜研究不同载荷对以γ′相为代表的合金微观组织的影响。研究表明:两种实验方式对合金枝晶干结构影响较小,但对枝晶间孔洞的数量及尺寸产生显著影响,恒载荷条件下试样中孔洞数量多于循环载荷条件。随着载荷条件的引入,γ′相的形态由无载荷条件下的球化状态转变为筏化结构,其中循环载荷较恒载荷进一步促进了γ′相沿垂直于应力方向发生定向粗化生长,形成尺寸更大、形态更为细长的N型筏化片层结构。模拟断裂实验研究表明,鉴于涡轮机叶片工作时近似于循环的不稳定载荷环境,该条件下γ′相的定向长大加剧了局部应力集中效应,从而导致DZ411合金高温强度和抗疲劳性能的降低,进而增加合金部件发生断裂失效的风险。 展开更多
关键词 DZ411定向凝固高温合金 循环加载 γ′相 断裂
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含稀土元素镍基高温合金熔体与Al_(2)O_(3)陶瓷坩埚界面反应研究
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作者 唐钱 刘纪德 +1 位作者 张辉 李金国 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第5期1317-1327,共11页
为了阐明零件制备过程中含稀土元素Y和La的镍基高温合金熔体与陶瓷坩埚之间反应机理,在1550℃下采用原位座滴法研究了含Y和La的高温合金熔体与Al_(2)O_(3)陶瓷坩埚之间的界面反应。结果表明,含稀土元素的高温合金熔体与Al_(2)O_(3)陶瓷... 为了阐明零件制备过程中含稀土元素Y和La的镍基高温合金熔体与陶瓷坩埚之间反应机理,在1550℃下采用原位座滴法研究了含Y和La的高温合金熔体与Al_(2)O_(3)陶瓷坩埚之间的界面反应。结果表明,含稀土元素的高温合金熔体与Al_(2)O_(3)陶瓷坩埚发生界面反应后,合金表面质量较好,基本无反应产物的粘附。当合金中只含Y时,Y元素与Al_(2)O_(3)反应生成中间产物Y2O_(3),随后继续反应生成Y_(3)Al_(5)O_(12),少量的Hf元素与Al_(2)O_(3)反应生成HfO_(2)。当合金中只含La时,La元素与Al_(2)O_(3)反应生成LaAlO_(3),La元素抑制了Hf元素参与界面反应,基本无HfO_(2)生成。当合金中同时含有Y和La时,由于Y元素活性更高,Y优先与Al_(2)O_(3)反应生成Y_(3)Al_(5)O_(12),抑制了La元素与Al_(2)O_(3)的反应,有效地减少La元素的烧损。 展开更多
关键词 稀土元素Y 稀土元素LA 高温合金熔体 Al_(2)O_(3)陶瓷坩埚 界面反应
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