【摘 要】
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本文介绍了一种抗热腐蚀镍基铸造高温合金K452的特点和关键性能。通过相计算对成分控制,并与热处理工艺配合,合金高温时效过程中不形成有害TCP相,保证合金的优异力学性能。K452合金拉伸强度和热疲劳性能与ЧС104-ВИ合金相当,拉伸塑性和持久性能超过ЧС104-ВИ合金.合金氧化性能在温度低于900℃时属于完全抗氧化级.在高温和中温热腐蚀环境下,合金的抗热腐蚀性能都优于K640和K438合金.
【机 构】
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中国科学院金属研究所,辽宁,沈阳,110016 西安航空发动机(集团)有限公司,陕西,西安,710
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本文介绍了一种抗热腐蚀镍基铸造高温合金K452的特点和关键性能。通过相计算对成分控制,并与热处理工艺配合,合金高温时效过程中不形成有害TCP相,保证合金的优异力学性能。K452合金拉伸强度和热疲劳性能与ЧС104-ВИ合金相当,拉伸塑性和持久性能超过ЧС104-ВИ合金.合金氧化性能在温度低于900℃时属于完全抗氧化级.在高温和中温热腐蚀环境下,合金的抗热腐蚀性能都优于K640和K438合金.
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研究了高温热处理对NiAl-28Cr-5.55Mo-0.15Hf-0.25Ho-0.05Ca合金组织及断裂韧性的影响,结果发现热处理细化了相界及胞界处的Ni2AlHf相及富Ho相且使其分布更加均匀,增加NiAl和Cr(Mo)相之间的接触面积,促进了NiAl及Cr(Mo)相边缘锯齿状形貌的形成,增加了沿相界开裂在合金断裂方式中的比例,热处理对合金组织的改变有利于合金断裂韧性的提高。
研究了一种[001]取向单晶高温合金在不同温度和应变速率下的拉伸行为,并观察了相应的微观变形特征.结果表明,在峰值温度(约800℃)以下,随温度升高屈服强度增加,塑性降低,且应变速率对强度无影响,而塑性随应变速率提高反常增加；在该峰温以上,温度对拉伸性能的影响与峰温以下完全相反.变形微观特征由峰温以下的位错切割γ′转变为峰温以上的绕越γ′.
研究了不同的凝固速率对DD432单晶高温合金凝固组织的影响。结果表明:随凝固速率的增加,凝固界面由粗枝状组织向细枝状组织演变,枝晶越来越细小,一次枝晶间距和二次枝晶间距也相应减小。但高次枝晶的程度不随凝固速率的增加而减弱.当凝固速率为6mm/min时,二次枝晶臂非常发达,甚至在某些二次枝晶臂上生长出了三次枝晶臂.在凝固速率为2～8 mm/min范围内,无论是γ/γ′共晶相还是MC型碳化物,它们的尺
采用不同的冷却速度冷却到不同的间断温度研究了FGH4096合金中γ′相形态的演化。实验结果表明:在慢的冷却速度和低的间断温度下γ′相更容易发展形态的不稳定性。单个γ′相可以同时发生分裂和不稳定长大两种形态不稳定现象,并与其周围的环境有密切的关系。当冷却速度为0.4℃/s时,作为一种特殊的不稳定性长大,枝晶状的γ′相也被观察到.基于这些,讨论了冷却速度对冷却γ′相形态的影响。
本文利用热模拟和场发射扫描电镜等方法对FGH4096合金在控制冷却过程中γ′相的析出行为进行了研究,研究结果表明:γ′相的析出行为受到冷却速率和温度的控制,冷却速率对γ′相的形貌影响更为显著,冷却速率为0.4～10.8 ℃/s时,γ′相会在冷却过程中发生二次析出；二次析出的γ′相呈细密球状分布在初次析出的大γ′相周围,同时在初次析出γ′相周围形成贫γ′相区,二次析出的γ′相在冷却过程中会发生一定程
通过损伤力学的研究方法,模拟了平面疲劳载荷作用下夹杂物及周围基体中的应力场分布情况,并通过原位疲劳实验对模拟结果进行验证。结果表明:在疲劳加载的正半周期内,夹杂及其周围基体中的应力场分布变化较小,其大小随疲劳载荷的增加而增加.赤道面处有一定的应力集中,裂纹将从该处向基体中扩展。实验结果与模拟结果符合得较好。但由于SiO2夹杂在镍基粉末冶金高温合金中所表现出的特性,使裂纹扩展方式和断口呈现出一定的行
本文对定向凝固钴基高温合金DZ640M的二次碳化物和枝晶形态进行了研究,通过对二次枝晶间液相对流分布规律的分析,揭示了该合金中二次枝晶迎流偏转现象的成因。证实了二次碳化物Cr23C6优先在二次枝晶背流侧析出,且在退火后大量析出。
本文主要研究DZ4142合金的微观组织及其稳定性。运用光学显微镜和扫描电镜对经过固溶处理和不同时效处理后的合金微观组织进行分析。实验结果表明:合金经过850℃×1000h的长期时效处理后组织稳定性优异,未发现有害的σ相.采用X射线分析确定了合金中的碳化物类型是MC型,主要是TaC和HfC.
为了提高用DZ4125L合金生产涡轮叶片的合格率,本文研究了铸造叶片的热裂纹问题。确定了叶片的热裂纹主要是叶片中的串状疏松在热应力作用下开裂所致。从铸造工艺上采取了提高温度梯度和减少热应力的措施,并进行了批量实验,结果表明:对于特定的设备采用适当的工艺,可以解决DZ4125L合金在叶片生产中的热裂纹问题。
本文研究了碳含量对一种定向凝固高温合金铸态组织和凝固过程的影响。结果表明:在本实验合金中,主要形成块状和骨架状MC型碳化物,这种碳化物形成于糊状区.碳含量从37×10-4％增加到660×10-4％略微降低试验合金的固相线和液相线温度,但是进一步提高碳含量并不影响试验合金的固相线温度和液相线温度。另外,添加碳含量到280×10-4％时,合金的凝固温度区间略微增加,而进一步增加碳含量不影响合金的凝固温