一种Ni_(3)Al基高温合金冷热疲劳性能研究

航空发动机叶片在服役时会经历反复升至高温又冷却的过程,这对于叶片材料Ni_(3)Al基高温合金的抗冷热疲劳性能提出了较高的要求。本文对一种Ni_(3)Al基高温合金进行了不同温度区间以及不同热循环次数对于裂纹产生及扩展的影响,并进行了不同周次的冷热循环试验。结果表明:冷热疲劳过程中,该Ni_(3)Al基高温合金裂纹沿着共晶组织扩展,共晶含量的多少直接影响合金的抗冷热疲劳能力。在25℃■1100℃下的抗冷热疲劳能力优于合金在25℃■1150℃下的抗冷热疲劳能力。在25℃■1100℃冷热疲劳裂纹长度与热循环次数是近似线性关系,其表达式为a=-1.22+0.233N。

浇注工艺对Ni_(3)Al基高温合金组织和性能的影响研究

Ni_(3)Al基高温合金常应用于航空发动机尾喷管调节片,服役环境恶劣。在成形过程中,浇注工艺会影响Ni_(3)Al基高温合金铸件的宏观和微观组织,进而影响合金的性能。研究了不同浇注温度和造型方式对合金组织和性能的影响,结果表明,随着浇注温度的升高,合金的晶粒度和持久性能随之增加;填砂浇注工艺下铸件的一次枝晶和二次枝晶臂间距大于单壳浇注工艺,其共晶含量小于单壳浇注工艺。通过进一步测试发现填砂浇注工艺下试棒的拉伸性能和持久性能优于单壳浇注。

电场对2219铝合金扩散连接界面愈合及力学性能的影响

采用电场辅助2219铝合金扩散连接,分析了粗糙度对界面愈合的影响以及电流作用时间和保温时间对结合界面组织和接头性能的影响。在反应温度为540℃下,分别施加6、11、16 min电场处理,随后在16 min电流时间下进行2、4、6、8 h等4组固态连接对比试验。结果表明,适当增加表面粗糙度(Ra)可以破裂界面中连续氧化物层,当Ra=0.382μm时最佳,界面两侧第二相分散分布,元素相互扩散形成有效连接。随着电场的施加,晶界处大量第二相溶解,氧化物在界面破裂,界面线难以分辨,电场能为连接界面共有晶粒的形成提供了充分的驱动力,施加时间越长,促进作用越明显。在温度为540℃、保温时间为6 h、电流密度为80 A/cm^(2)施加16 min电场处理下扩散连接接头强度达到140 MPa,为基体的89.6%。

温度对2A12铝合金扩散连接中的界面愈合与性能影响

为实现大断面铝合金无痕构筑,采用扩散连接的方法研究2A12铝合金的界面扩散结合行为和机理。分别在530、540、550、560℃下进行界面愈合试验,保温3 h,压力为5 MPa。结果表明,随着温度升高,大量第二相溶解,微区发生塑性变形;共晶液相破碎氧化膜,填充孔洞,内部分解的氧化物溶入基体,边缘处氧化物被压力挤出;晶界迁移大量发生,界面两侧出现再结晶区域,再结晶晶粒尺寸、分布随着温度的提高更加均匀。560℃时界面强度最高,达到318 MPa。

超声场对2219铝合金连铸坯晶粒尺寸的影响

利用Fluent软件对2219铝合金连铸过程进行数值模拟,并通过小铸锭模拟试验结合数值模拟研究连铸过程中最佳超声施加方式,以达到使铸坯晶粒组织细小均匀的目的。结果表明,凝固速度不同导致铸坯内晶粒组织不均匀,超声施加方式对晶粒细化效果影响较大。当凝固时间为4 min时,在第1 min加超声细化效果较为理想,晶粒尺寸细化了24.5%;在凝固末期施加超声细化效果存在较大梯度,沿作用方向降低。连铸中宽度方向中部施加超声作用,探头应位于糊状区上方。