Nb对镍基合金高温失塑裂纹敏感性的影响机理

通过应变—裂纹(STF)试验法测定临界开裂应变值和开裂温度,确定HS690焊丝中Nb含量对熔敷金属抗高温失塑裂纹(DDC)能力的影响规律,并采用透射电镜对焊丝熔敷金属中析出物的尺寸和形态进行了观察。结果表明,在焊接工艺条件相同的情况下,采用向HS690焊丝中添加Nb的冶金方法能够调整晶界处第二相(Nb,Ti)C的数量和形态,晶界条件得到改善,HS690熔敷金属抗DDC的能力得到明显的提高。

晶界滑移对镍基合金失延开裂的影响

为了研究镍基合金焊材FM-52M的高温失延裂纹(DDC),采用改进的应变-裂纹(STF)实验方法,提出新的裂纹敏感性判据——晶界滑移量。并将之与裂纹数量相结合定量评估不同温度、不同变形量条件下材料的DDC敏感性。结果表明:本研究中所得到的材料临界变形量6%大于传统STF方法得到的4%的临界变形量。预热处理、峰值温度、变形速率等条件都能显著影响DDC的敏感性。此外,利用显微硬度标记了许多微区,并对实验前后的微区进行了SEM观察,探讨晶界滑移与析出物在DDC的萌生与扩展过程中的作用。

核用Inconel 690焊丝TIG焊微裂纹产生机理研究

针对国际上核用Inconel 690焊丝TIG焊微裂纹问题,利用扫描电镜、俄歇电子分析等方法对微裂纹断口微观组织形貌、特征点的成分进行研究。结果表明,Inconel 690焊丝TIG焊微裂纹主要是结晶裂纹,原因是由S,P在晶界偏析引起的低熔点共晶物。通过对结晶裂纹的产生机理和影响因素的系统研究,指出Inconel 690焊丝TIG焊微裂纹主要是由S,P引起的结晶裂纹,而不是只有DDC裂纹,通过定量分析S,P与裂纹关系,提出了防止微裂纹产生的条件,并制造出无微裂纹的HS690,HS690M焊丝。

Ni-Cu扩散偶元素互扩散行为研究

本文研究了Ni-Cu扩散偶界面元素的互扩散行为。对热压扩散连接法制备的Cu-Ni-Cu扩散偶进行退火处理,采用电子探针显微成分分析仪观察扩散偶界面互扩散区的微观组织特征,结合Boltzmann-Matano法研究扩散区内元素的互扩散行为。结果表明:在扩散偶界面处Cu原子的扩散通量远大于Ni原子的扩散通量,互扩散区内Ni原子的距离-浓度曲线关于Matano面不对称,暗示互扩散系数与Ni原子的浓度有关。在每一种退火温度下,互扩散系数均随互扩散区α固溶体中Ni原子分数的增加而单调增大,并且随α固溶体中Ni原子分数的增加,频率因子和互扩散激活能均单调增大。

影响扩散的新因素

在进行工件渗硼试验中 ,发现了一种反常现象。渗碳后再进行渗硼 ,虽然工件表面含碳量大为增加 ,但渗硼速度不但不减 ,反而显著增大。此后又发现低温氮碳共渗亦能提高钢件的渗硼速度 ,更可贵的是氮碳共渗不仅能提高渗硼速度 。

1Cr13和Inconel 690异种金属焊接隔离层厚度的确定

在1Cr13和Inconel 690焊接过程中,先在1Cr13侧采用HS690焊丝堆焊隔离层,然后实现同种金属的焊接。采用硬度试验、冲击试验和金相检验的方法确定了隔离层厚度,为实现异种金属的良好焊接奠定了基础。

多晶体光滑表面疲劳微裂纹形核机理研究

建立晶体学模型来研究多晶体承受均匀外载时光滑表面疲劳微裂纹形核的机理· 由于晶粒取向的不相同,即使承受均匀外载,多晶体内将产生不均匀的应力,变形也不均匀· 在疲劳载荷的作用下,表面粗糙度随疲劳周次逐渐增加,变形逐渐集中到若干部位,即局部化。

固溶温度对激光选区熔化GH4169合金组织和力学性能的影响

采用激光选区熔化技术制备GH4169合金,研究不同固溶温度+双时效热处理对沉积态GH4169合金显微组织、室温拉伸性能及高温持久性能的影响,利用光学显微镜、拉伸试验机对GH4169合金的显微组织、室温拉伸性能和高温持久性能进行检测分析。结果表明:固溶温度为1130、1200℃,GH4169沉积态晶界处分别发生碳化物析出和溶解;提高固溶温度可降低横、纵2个打印方向的性能差异;当固溶温度为1130℃时,碳化物的析出起到强化作用,GH4169沉积态的室温拉伸性能、高温持久性能达到锻件水平。

均质工艺对6082铝合金组织和性能的影响

本文以6082铝合金为研究对象,使用不同工艺对圆铸锭进行均质热处理,随后经过相同的工艺挤压圆棒,并经过相同的热处理工艺时效至T6状态。采用光学显微镜对均质后铸锭显微组织进行了晶粒尺寸和第二相粒子占比进行了表征,对挤压态粗晶环检验,并对T6态力学性能进行了测试。结果表明,510℃/15 h和530℃/10 h两种工艺条件下的均质效果相比,后者均质效果更佳。两者挤压后粗晶层无明显差异,但低温均质铸锭对相同工艺挤出的圆棒锻后低倍粗晶层控制有很大改善,这主要与低温均质铸锭中析出更多的含Mn弥散相有关;均质温度越高,挤压棒材时效至T6态后对应的抗拉和屈服强度越高,伸长率越好。

2099铝锂合金微观组织及性能

采用力学性能测试和透射电镜观察的方法,研究2099铝锂合金不同时效状态下的拉伸性能、应力腐蚀性能以及微观组织。结果表明:在欠时效条件下,合金抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为453 MPa、382 MPa和12.5%,基体中形成大量的δ′相;峰时效条件下,大量的T1相以及少量的θ′相在基体中析出,晶界上生成一定数量的第二相,并形成无沉淀析出区,合金相应的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为613 MPa、581 MPa和7.9%;过时效条件下,合金抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为610 MPa、570 MPa和7.8%,其微观组织与峰时效合金的相似。在欠时效合金中,由于晶界上残余AlCuFeMn相的存在,从而导致合金具有较高的应力腐蚀敏感性;在峰时效合金中,由于大量的T1相在基体中析出,促使合金获得理想的抗应力腐蚀性能,强度损失率为0.8%;过时效合金具有与峰时效合金相近的抗应力腐蚀性能。

热处理工艺对2A97铝锂合金拉伸性能和腐蚀性能的影响

研究不同热处理工艺对2A97铝锂合金拉伸性能和腐蚀性能的影响。结果表明:合金经热处理工艺C(5%预变形+100℃,1.5 h+5%中间变形+160℃,t)处理后,获得较好的强度与塑性的配比,在峰时效状态下,合金抗拉强度和伸长率分别为597 MPa和7.4%。同时,合金耐晶间腐蚀性能优异,平均晶间腐蚀深度为22μm。在分步变形和双级时效的综合作用下,合金在峰时效晶内获得大量弥散细小的T1相和少量的S′相,晶界处析出相稀少,无沉淀析出带不明显,使2A97合金获得高强度的同时,改善塑性和耐晶间腐蚀性能。

Ti-6554钛合金的晶粒长大动力学

研究了Ti-6554(Ti-6Cr-5Mo-5V-4A1)合金在相变点以上的晶粒长大动力学。结果表明:在800℃固溶处理时,随着固溶时间的延长,晶粒的尺寸增加,固溶时间超过60 min后,晶粒长大速度加快。800℃时,晶粒平均直径随时间的长大方程为(?)=6.16t^(0.5)。固溶时间为30 min时,随着固溶温度的升高,合金的晶粒尺寸增大,920℃固溶处理后,晶粒明显粗化。在本研究的温度和时间范围内,固溶温度对晶粒度的影响更为显著。

2099铝锂合金均匀化处理工艺

利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、韦氏硬度计及MTS试验机研究2099铝锂合金的均匀化处理工艺。研究结果表明:2099铝锂合金适宜的均匀化处理制度为530℃/36 h。铸态合金树枝晶发达,大量的Cu元素在晶界偏析形成以Al2Cu为主的粗大骨状第二相,同时含有一定量的Zn,Mg,Fe和Mn。经530℃/36 h均匀化处理后,合金组织中的树枝晶消失,绝大部分粗大骨状第二相回溶到基体,残余第二相粒径较小(<5μm),为含有一定量的Cu,Fe和Mn的点状或条状结构。

2099铝锂合金微观组织及性能的演变

对2099铝锂合金微观组织及性能在热机加工过程中的演变进行研究。研究结果表明:枝晶粗大,晶界偏析严重的铸态合金经双级均匀化(510℃/12 h+530℃/36 h)处理后,树枝晶消失,晶界偏析基本消除,晶界上残余有少量的Al Cu Fe Mn/Al Cu Mn颗粒。均匀化后的铸锭在450℃进行热挤压,获得直径为16 mm的合金棒。合金经固溶处理后,平行于挤压方向上,中心区域形成强的{111}?112?织构和次强的{111}?110?织构,表层区域形成{112}?110?织构。中心区域的织构强度较表层的强。合金心部和表层硬度(HV)分别为95和120。在峰时效条件下,大量的T1和δ′相以及少量的θ′相在基体中析出。合金相应的抗拉强度,屈服强度和伸长率分别为613 MPa,597 MPa和7.9%。随着时效时间的延长,合金应力腐蚀敏感性降低。在过时效条件下,合金获得理想的抗应力腐蚀性能,强度损失率为5.5%。

TB10钛合金的焊接组织与性能

研究电子束焊接态TB10钛合金的显微组织和力学性能。结果表明:TB10板材焊区经过固溶及双重时效后,可得到较好的强度配合以及优异的显微组织和力学性能;焊接和焊接前的热处理工艺使焊区的抗拉强度、屈服强度和塑性均有所下降;经过(725℃,1 h,FC)固溶处理后经双重时效处理后,焊区的冲击断裂韧性达到31.3～45.6J/cm^2;固溶+双重时效处理后,合金基体和焊区的显微组织由β相、粗大的初生α相、短小细长的针状次生α相组成;热处理后,合金元素在不同相中的重新分布使各相变得更加稳定。

声发射技术研究及应用进展

通过阐述声发射检测的基本原理,总结了声发射检测的特点.介绍了国内外声发射检测技术的发展历程和现状,并概述了声发射检测技术在压力容器、转动设备、航空航天工业、复合材料等方面的应用进展,提出了我国目前声发射检测急需解决的问题和发展趋势.

淬火温度对7075铝合金厚板残余应力的影响

对7075铝合金厚板进行固溶处理后,分别在不同的淬火水温下进行浸没淬火和喷淋淬火。运用X射线衍射法测试淬火板的表面残余应力,利用维氏硬度仪测试板表面显微硬度,研究淬火工艺及水温对铝合金厚板残余应力与力学性能的影响。结果表明:随淬火温度的升高,浸没淬火与喷淋淬火引入的表面残余压应力水平与表面显微硬度迅速下降,且在一定的温度下,前者比后者引入的残余应力水平大40%,而显微硬度仅大7%。

前驱体碳化等离子熔覆高铬铁基涂层的耐空蚀性

利用前驱体碳化复合技术制备的粉末在中碳钢表面制得等离子熔覆高铬铁基涂层,采用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计、超声振荡磁致伸缩仪等研究了涂层的组织形态和耐空蚀性能,并对腐蚀破坏过程进行分析.结果表明,涂层具有较高的显微硬度,经时间44h空蚀试验后累积的质量损失量为0Cr13Ni6Mo不锈钢的0.497倍,具有一定的耐空蚀性能.硬质相晶界对γ相塑性变形的阻碍以及应力诱发γ相向马氏体组织转变是高铬铁基涂层具有良好耐空蚀性能的主要原因.

高铬铁基等离子束表面冶金层的耐空蚀性能研究

用等离子束表面冶金法在低碳钢表面制备了高铬铁基冶金层,采用光学显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、超声振荡磁致伸缩仪等研究了冶金层的组织形态和耐空蚀性能;用扫描电子显微镜对空蚀过程中冶金层的形貌变化进行了跟踪观察,并对空蚀破坏的过程进行了分析。结果表明,Fe-Cr-Ni-B-Si-C冶金层有较高的显微硬度,经42h空蚀试验后累积的质量损失量为0Cr13Ni6Mo不锈钢的1.227倍,具有一定的耐空蚀性能。加入0.17wt%的RE后冶金层晶粒细化,组织均匀致密,显微硬度明显提高,经42h空蚀试验后累积的质量损失量仅为0Cr13Ni6Mo不锈钢的0.507倍,耐空蚀性能有显著改善。

铝合金钻杆旋转弯曲疲劳断口特征

首先对铝合金钻杆进行了不同应力幅值的旋转弯曲疲劳试验,然后采用扫描电镜观察其断口微观形貌特征。结果表明:在170 MPa低应力下,铝合金钻杆的疲劳断口可分为疲劳源区、裂纹扩展区及瞬断区3个区域,微裂纹在试样次表面相界处萌生,裂纹稳态扩展区面积较大,占60%以上;在290 MPa高应力下,铝合金钻杆的疲劳断口上有多个疲劳源区,微裂纹于试样表面或近表面位置形核,裂纹扩展区面积仅占15%~30%。对于同一试样,随着裂纹的扩展,断口上疲劳滑移台阶变宽,疲劳条带逐渐清晰;对于不同试样,随着应力的提高,裂纹扩展速率增大,疲劳条带间距变宽,更易出现二次疲劳裂纹,断口上裂纹扩展区面积明显减小,相应的疲劳寿命也大幅降低。