新型抗热腐蚀镍基高温合金K44的高温低周疲劳行为

研究了K44合金900℃低周疲劳性能和断裂行为。研究结果表明,该合金在循环形变过程中,首先表现出起始循环硬化或软化,随后循环稳定及最终失稳断裂三阶段。高应变幅下位错切割γ′相形成层错,降低变形阻力,合金表现出循环软化行为;低应变幅下位错在γ′相前塞积造成位错可动性降低,合金表现出循环硬化行为。疲劳裂纹主要萌生于试样表面或近表面缺陷处,以穿晶方式扩展;合金基体中块状碳化物对裂纹扩展起阻滞作用。

我国独创和独具特色的几种高温合金的组织和性能

综述了中国科学院金属研究所高温合金和金属间化合物研究组50年来在高温合金材料方面的研究成果,重点介绍了9种我国独创和独具特色的高温合金,包括其成分和组织特点,力学性能、化学性能和物理性能,以及他们的冷、热加工性能和应用特点。

热处理对一种抗热腐蚀单晶高温合金组织和持久性能的影响

研究了热处理对一种抗热腐蚀单晶高温合金微观组织及1070℃/140 MPa持久性能的影响。结果表明:长时间的均匀化热处理显著降低了元素偏析;随着均匀化时间的延长,微孔面积分数逐渐增加,平均尺寸不断增大,微孔的密度呈先升高后降低的变化趋势;随一级时效温度的升高,γ′相尺寸逐渐增大,γ′相面积分数先增加后减少;合金的持久寿命随一级时效温度的提高先升高后降低,一级时效温度为1100℃时,立方状γ′相尺寸约370 nm且正方度较好,γ′相的面积分数最大,持久寿命最高;持久断口具有韧性断裂特征,亚晶界处的碳化物和微孔是引起持久试样断裂的主要裂纹源。

Re和Ta对抗热腐蚀单晶高温合金900℃长期时效组织稳定性的影响

开展了不同Re和Ta含量抗热腐蚀单晶高温合金900℃长期时效的实验研究,定量分析了0~7500 h时效过程中γ′形貌、尺寸的演化和拓扑密排(TCP)相析出规律。结果表明,2Ta2Re、5Ta0Re、5Ta2Re、8Ta0Re和8Ta2Re 5种合金中,随Ta和Re含量增加,γ′相尺寸变小,且γ′相粗化速率变慢,粗化速率分别为:1.445×10^-5、1.569×10^-5、1.390×10^-5、1.465×10^-5和1.384×10^-5μm^3/h。提高Ta和Re的含量可以降低合金的有效扩散系数并增加扩散激活能,从而降低粗化速率,其中Re的作用更显著。时效2000 h后,含Re合金依次析出了TCP相,高Ta含Re合金析出较严重。Ta和Re交互作用影响了γ和γ′两相元素的分配行为,其中8Ta2Re合金Ta进入γ′相使其晶格常数变大的同时,也促进了Re、W、Cr等元素在γ基体中的分配,促进TCP相析出。

一种抗热腐蚀定向高温合金热处理组织及性能研究

研究了抗热腐蚀定向凝固高温合金DZ483的热处理组织和性能。结果表明:合金热处理后,硼化物和η相消失,γ'相的尺寸更加均匀,形貌更加规则,MC碳化物发生轻微分解,析出颗粒状M6C碳化物;标准热处理试样的拉伸强度从室温到650℃左右是逐渐上升的,从650℃左右到900℃以上则是明显下降的;在标准热处理基础上,提高固溶温度,合金强度有所提高,塑性变化不大;延长时效时间,合金的拉伸塑性提升,强度变化不大;提高固溶温度可以显著改善合金的持久寿命,持久延伸率也略有提升;延长高温时效时间可以改善合金的持久塑性,持久寿命也有所增加。

熔体处理对DZ483合金凝固组织的影响

采用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)研究了熔体处理对定向凝固镍基高温合金DZ483枝晶和共晶组织的影响。结果表明:随着熔体处理温度的提高,DZ483合金枝晶尺寸先变大后减小,在1600℃左右出现峰值;Al、Ta元素的偏析系数先减小后增大,并在1600℃时向枝晶间偏析最严重,而Cr、Co、Mo则情况正好完全相反;熔体处理造成合金中含有大尺寸γ′相的共晶冠区域和筛网状共晶增大增多,共晶成分中所含Al、Ti和Ta含量之和明显增多。

一种抗热腐蚀定向凝固镍基高温合金铸态组织

本文利用OM、SEM和TEM等分析方法研究了定向凝固镍基高温合金DZ483的铸态组织特征。结果表明:DZ483的铸态组织主要由树枝晶、γ/γ'共晶、MC碳化物、硼化物和η相组成。共晶主要呈扇形、放射形以及网状分布,MC碳化物主要呈块状汉字状分布在枝晶间区域,硼化物和η相主要分布在γ/γ'共晶前沿。

B和P对GH984合金组织和力学性能的影响

利用真空冶炼制备了微合金化Ni-Fe基GH984合金并热锻、轧制成棒材,采用OM,SEM和TEM观察了标准热处理后B和P微合金化GH984合金的微观组织,并研究了B和P微合金化对合金力学性能的影响.结果表明:B或P的微合金化对GH984合金中的析出相影响不大,合金中的析出相为γ′相、Ti(C,N)相、MC型和M_(23)C_6型碳化物.然而,B和P同时添加使M_(23)C_6型碳化物形貌由块状向粒状转变并均匀分布于晶界;B和P的添加对合金的室温和700℃拉伸强度无明显影响,但可成倍提高合金的高温拉伸塑性.持久寿命随B和P的添加显著提高,此外,相对单独添加B,B和P的同时添加可以更好地改善合金的持久性能.持久试样的断口观察表明,B和P微合金化明显改善了晶界强度,断裂模式由沿晶断裂转变为混合断裂.