定向凝固U720Li合金的高温塑性变形行为

采用热模拟实验研究了定向凝固与等轴晶U720Li合金的高温塑性变形行为,利用OM,SEM和EBSD分析了不同变形条件下合金的组织特征及动态再结晶机制.结果表明,定向凝固与等轴晶合金的变形抗力均随变形温度升高而降低.定向凝固U720Li合金沿垂直柱状晶方向变形时变形抗力较低,枝晶间协调变形能力良好,未出现裂纹.与等轴晶合金相比,相同变形条件下定向凝固合金的动态再结晶组织均匀;高温塑性变形过程中,定向凝固合金的动态再结晶主要以晶界弓弯和位错塞积方式形核.定向凝固U720Li合金的变形激活能为766 k J/mol,比等轴晶合金降低了38.6%,定向凝固合金呈现出更好的热加工特性.

DD407/IN718高温合金异质焊接接头的组织及高温变形行为

采用连续光纤激光器对DD407单晶、IN718多晶高温合金实施对接焊,研究了标准热处理前后接头微观组织、成分偏析的演化及接头的高温拉伸变形行为。结果表明,在优化焊接参数下,接头熔合区组织包括平面晶区、胞状晶区、柱状晶区和等轴晶区,熔合区中心线两侧枝晶生长形态差异明显。焊接态接头熔合区硬度低,存在明显的微观偏析;标准热处理后,熔合区偏析得以改善,接头熔合区硬度超过两侧母材硬度。接头单晶热影响区存在局部硬化区,多晶热影响区存在较窄的软化区及晶界液化现象。接头在650℃拉伸时,抗拉强度达1111MPa,延伸率可达9.42%,断裂位置位于多晶母材侧。接头高温拉伸塑性变形方式主要为单晶母材、熔合区的位错多系滑移以及多晶母材的位错滑移和晶界滑动,拉伸断口呈多源开裂特征,裂纹源区存在韧窝和冰糖状断口形貌。接头多晶侧热影响区的晶界液化并未对接头短时高温力学性能产生明显影响。

纳米晶Ni-12Cr合金800℃高温氧化动力学和氧化膜结构演化

利用聚焦离子束扫描电镜和扫描透射电镜研究了粗晶和纳米晶结构的Ni-12Cr合金在800℃空气中氧化的动力学行为和氧化膜的结构演化。结果表明,氧化初期25 s时,粗晶和纳米晶的氧化膜均为外层NiO和内层富Cr的双层结构。随着氧化的进行,粗晶氧化膜演化为NiO/(NiO+NiCr_(2)O_(4))/疏松Cr_(2)O_(3)/内氧化层的多层结构;而纳米晶发生了Cr的选择性氧化,形成了保护性Cr_(2)O_(3)膜,Cr_(2)O_(3)以非晶晶化的方式形核生长;纳米晶保护性氧化膜的形成早于纳米晶粒的粗化。根据有效扩散系数修正的Wagner理论,Ni-12Cr合金在800℃发生由内氧化向外氧化转变的临界晶粒尺寸约为94 nm。纳米晶的氧化动力学曲线分为两个阶段,转折点约为氧化1 h。两阶段均符合抛物线规律,抛物线速率常数k_(p)分别为1.76×10^(-13)和1.58×10^(-14) cm^(-2)·s^(-1)。