Cr含量对GH648合金组织及力学性能的影响

GH6 4 8是一种时效硬化型镍基高温合金 ,主要用作航空发动机的起动机 90 0℃以下的抗氧化承力件。本合金中的第二相有 α- Cr、γ′和碳化物。针对第二相的主要形成元素 Cr,利用金相、电镜以及物理化学相分析等手段 ,探讨了其含量对合金的组织及性能的影响。结果表明 ,随 Cr含量 (质量分数 ,下同 )的增加 ,合金中的 α- Cr、γ′和一次碳化物量也增加。当 Cr含量控制在 32 .0 %～ 33.0 %时 。

碳含量对GH648合金组织和性能的影响

研究了碳含量对 GH6 48合金组织和性能的影响。结果表明 ,在 GH6 48合金中 ,碳的主要存在形式为 M2 3 C6和 MC。随着碳含量的增加 ,α- Cr析出物减少 ,一次碳化物数量增加 ,基体晶粒得到细化。当碳含量为 0 .0 3%～ 0 .0 6 %时 ,该合金具有良好的综合性能。

新型Ni-Cr基GH648合金成分对热力学平衡相析出行为的影响

通过热力学平衡相计算方法并采用相应的Ni基数据库,对1种新型高铬的Ni-Cr基GH648合金成分对平衡相析出的影响规律进行系统研究。结果认为GH648合金析出的主要平衡相为α-Cr,γ′相和M23C6碳化物(主要为Cr23C6),并进一步计算了合金成分对这些相的析出行为及合金初熔点和终熔点的影响规律。计算结果表明,Cr含量主要影响α-Cr的析出量及开始析出温度,并影响合金的初熔点,对以Cr为主的M23C6的析出行为没有明显影响。C显著影响碳化物的析出量,而Al,Ti增加显著增加γ′相的析出量和开始析出温度。

GH648合金800℃长期时效后的组织稳定性

研究了GH648合金在800℃×1 000 h下长期时效后的组织稳定性。结果表明:合金经800℃×100 0 h长期时效后,-αCr相的数量增加,尺寸长大,γ′相发生了聚集长大,合金中无有害相析出;合金的室温拉伸性能基本稳定,但高温拉伸强度和持久寿命下降;γ′相的聚集长大是致使长期时效后GH648合金高温拉伸强度和持久寿命下降的主要原因。

基于BP神经网络的GH648合金本构模型的建立

采用Gleeble1500对高温合金GH648进行了不同温度、不同应变率下的压缩实验。结果表明,材料在950℃到1150℃,应变率低于1/s时体现出动态再结晶特性,在应变率为10/s时体现为动态回复特性。鉴于其在高温变形过程中体现出复杂的动态响应特征,根据所获得的实验数据,应用BP人工神经网络建立了合金的高温本构模型,同时提出了一种改进的学习方法,显著地减缓网络振荡,提高收敛速度。研究为该高温合金的有限元数值模拟提供了必要的前提,采用的人工神经网络可以推广应用于其它非线性关系的确立。

BNi68CrWB钎焊GH648/K42异种高温合金接头的组织与性能

采用BNi68CrWB钎料粉末对K24和GH648异种高温合金进行钎焊连接,分析了钎焊温度、保温时间、装配间隙等钎焊工艺参数对接头组织和性能的影响规律.结果表明,在钎焊接头可观察到三个特征组织区域:共晶区、等温凝固区和扩散区;钎焊温度过高,接头内部W-Cr-Ni脆性相增多,接头性能下降.保温时间延长可以促进钎料与母材之间元素的扩散,有利于获得均匀的固溶体组织,接头强度提高,但时间过长,性能略有下降.钎焊间隙在0.05~0.15 mm范围,钎焊温度1 150℃,保温时间30 min所得接头性能较高,约600 MPa.

三种热处理制度对GH648合金组织和性能的影响

研究了A、B、C三种热处理制度对GH648合金组织和性能的影响。结果表明,与标准热处理制度A相比,经B、C制度处理后,GH648合金组织中的α-Cr相析出量增加、尺寸长大;C制度对组织中γ′相的析出也有促进作用;另外,α-Cr相的大量析出会导致GH648合金的冲击韧性变差。力学性能测试结果表明,C制度可使合金强度提高、塑性下降、冲击韧性急剧下降。

时效处理对GH648合金析出相和力学性能的影响

通过分析GH648合金时效处理后的相组成,研究不同时效处理温度对GH648合金组织和力学性能的影响,探讨了γ',及α-Cr相对合金性能的影响.结果表明,随着时效温度的提高,α-Cr相的析出量增加,γ'相的析出量减少,大多数α-Cr相呈针状分布在晶内,而且合金的室温拉伸塑性和冲击韧性随α-Cr相析出量的增加明显降低.

GH648合金的热处理适应性

通过对GH648合金在不同热处理后的力学性能及显微组织进行试验研究,获得了GH648合金制零(组)件热处理工艺的可行性评价,从而达到确保零(组)件产品质量的目的。结果表明:GH648合金棒材经950℃渗铝处理、850℃长时除应力处理,板材经1 050℃或950℃短时退火处理,其力学性能均满足规定要求,零(组)件热工艺可行。

GH648合金高温抗氧化性能的研究

GH648是一种时效硬化型镍基高温合金,主要用作航空发动机的启动机900℃以下的抗氧化承力件.在高温下,该合金不仅要有较高的强度,而且还要有较好的抗氧化性能.为此,本文探讨了GH648合金高温氧化机理并简单分析了C元素对合金抗氧化性能的影响.结果表明,GH648合金在空气中氧化时,其氧化膜主要为Cr2O3,该合金的氧化是以Cr在Cr2O3中的扩散为控制因素的;合金在低于900℃的空气中氧化时属于完全抗氧化级.随C含量的升高,合金的抗氧化性能降低.

Cr含量对GH648合金抗氧化性的影响

采用标准非连续称重方法探讨了Cr含量少量变化对GH648镍基高温合金高温氧化性能的影响,测定了700-1 200℃的氧化增重,确定了腐蚀动力学规律和反应激活能,观察了温度改变对氧化膜形貌的影响。结果表明：GH648合金在氧化温度900℃以下时,属于完全抗氧化级。当合金中Cr质量分数超过32%时,Cr含量的略微增加对GH648合金的抗氧化性能影响不大。

不同Cr含量高温合金中α-Cr相析出行为及作用

为了对不同Cr含量高温合金中α-Cr相析出行为进行对比研究,优化高Cr合金中α-Cr相的组织形态.通过微观分析手段对不同Cr含量的GH169, GH625, GH648及两种高Cr实验合金进行α-Cr相析出行为的对比分析,同时通过特殊热处理对高Cr合金α-Cr相组织优化进行了初步研究.结果表明.Cr含量低于25%的GH169和GH625合金在标准热处理后均没有α-Cr相析出,但经过长期时效后α-Cr相依附于δ相和M6C的界面析出;而Cr含量大于30%的GH648合金以及更高Cr含量的两种实验合金,α-Cr相已直接从奥氏体基体中析出,并有不同的析出存在形态,随Cr含量增加,α-Cr相从短棒状和颗粒状向长片条状和层片状的析出方式变化.同时,通过特殊热处理优化α-Cr相组织分布形态,获得细小弥散分布的α-Cr相,为高Cr合金的发展奠定研究基础.