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热冲击环境下涂层/基底界面的微观形貌及元素扩散规律研究
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作者 杨来侠 高伟 +2 位作者 赵晋超 高扬 徐超 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第19期14-21,共8页
针对热障涂层在高温环境中长期服役的需求,研究热障涂层在热冲击环境下涂层/基底界面形貌演变及元素扩散规律。通过自主搭建的石英灯加热平台对热障涂层进行热冲击试验。利用SEM和EDS对热冲击后涂层/基底界面的微观形貌及元素分布进行分... 针对热障涂层在高温环境中长期服役的需求,研究热障涂层在热冲击环境下涂层/基底界面形貌演变及元素扩散规律。通过自主搭建的石英灯加热平台对热障涂层进行热冲击试验。利用SEM和EDS对热冲击后涂层/基底界面的微观形貌及元素分布进行分析,利用Boltzmann-Matano扩散模型计算了涂层/基底界面Al元素的扩散系数。结果表明,沉积态的热障涂层中黏结层(BC)主要由β和γ相组成,并且在涂层/基底界面已经出现扩散区;随着热冲击试验的进行,Al元素快速消耗致使BC层和基底间Al元素浓度梯度转变,Al元素开始向外扩散,部分拓扑密堆(TCP)相中富集的难熔元素可以重新固溶到基底中,最终各元素在界面区的分布逐渐均匀;Al元素的扩散系数在热冲击试验开始前为正值,到600次热冲击循环后为负值,且扩散系数的最大值均出现在涂层/基底界面处,距离界面越大,扩散系数就越低。 展开更多
关键词 热障涂层(TBCs) 热冲击 元素扩散 扩散系数 拓扑密堆相(tcp)
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Evolution of TCP Phase During Long Term Thermal Exposure in Several Re-Containing Single Crystal Superalloys 被引量:1
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作者 Zihao Tan Lin Yang +9 位作者 Xinguang Wang Yunling Du Lihua Ye Guichen Hou Yanhong Yang Jinlai Liu Jide Liu Jinguo Li Yizhou Zhou Xiaofeng Sun 《Acta Metallurgica Sinica(English Letters)》 SCIE EI CAS CSCD 2020年第5期731-740,共10页
The application and component designs of single crystal superalloys are restricted by the precipitation of topologically closed packed(TCP)phases,which can deteriorate the microstructural stability of the alloys sever... The application and component designs of single crystal superalloys are restricted by the precipitation of topologically closed packed(TCP)phases,which can deteriorate the microstructural stability of the alloys severely.Limited researches concerning the type and morphology evolution of TCP phases under elevated temperature conditions have been reported previously.In the present work,three Re-containing single crystal alloys were designed to investigate TCP phase evolution via long term isothermal exposure tests at 1120℃while the effects of Re on the microstructural characteristic and elements segregation were also clarified.The results showed that the addition of Re increased the instability of the alloys and the volume fraction of the TCP phases exceeded 5 vol%when the Re content reached 3 wt%.The increasing Re content had also raised the precipitation temperature of TCP phases but it did not change the type of them after long term aging;all the TCP particles were identified asμphase in this study.Moreover,the elements segregation became considerably serious as Re addition increased constantly,which brought about various morphologies of theμphase in the experimental alloys.In particular,the rod-like and needle-likeμphases demonstrated the typical orientation withinγmatrix while the blockyμphase was dispersedly distributed in the space.No specific orientation relationship could be observed in theμphase when the addition of Re exceeded certain threshold value. 展开更多
关键词 Single crystal superalloys topologically closed packed(tcp)phase RE Elements segregation MORPHOLOGY
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长期时效对镍基合金的组织及高温拉伸性能的影响 被引量:9
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作者 崔彤 王继杰 +3 位作者 俞肇元 王磊 杨洪才 赵光普 《金属热处理》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期49-52,共4页
研究了一种新型镍基合金在750 ℃、800 ℃、850 ℃长期时效过程中的高温拉伸性能与组织变化的关系.利用扫描电子显微镜对合金长期时效过程中的显微组织、高温拉伸断口进行了观察和分析.结果表明,该合金在750~800 ℃时效有针状TCP相析出... 研究了一种新型镍基合金在750 ℃、800 ℃、850 ℃长期时效过程中的高温拉伸性能与组织变化的关系.利用扫描电子显微镜对合金长期时效过程中的显微组织、高温拉伸断口进行了观察和分析.结果表明,该合金在750~800 ℃时效有针状TCP相析出;在750 ℃时效时,随着时效时间的延长,TCP相的析出量呈增加趋势且尺寸不断长大,当时效温度达到800 ℃后,随时效时间的增加TCP相的析出量先增加后减少,最后消失.另外,在长期时效过程中由于γ'相析出的数量变化不大,750 ℃高温拉伸强度基本保持不变;合金的塑性与TCP相的析出有关,同时受到γ'相尺寸及晶界碳化物析出的综合影响.试验合金的750 ℃高温断裂基本呈韧性断裂. 展开更多
关键词 镍基合金 拉伸性能 长期时效 γ'相 拓扑密排(tcp)相
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长期时效对一种新型镍基合金的组织及持久性能的影响 被引量:9
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作者 崔彤 王继杰 +2 位作者 王磊 杨洪才 赵光普 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期56-59,共4页
研究一种新型镍基合金在750、800、850℃长期时效(500-2000h)过程中的组织变化及其对750℃/510MPa持久性能的影响。用扫描电子显微镜对合金显微组织及持久断口进行观察。结果表明:在750-800℃时效该合金有针状TCP相(拓扑密排相)析出,随... 研究一种新型镍基合金在750、800、850℃长期时效(500-2000h)过程中的组织变化及其对750℃/510MPa持久性能的影响。用扫描电子显微镜对合金显微组织及持久断口进行观察。结果表明:在750-800℃时效该合金有针状TCP相(拓扑密排相)析出,随其析出量的增加,合金基体的强度降低,合金持久断裂趋于从沿晶断裂转为穿晶断裂;800℃、850℃经不同时间时效处理,1000h处持久强度最低,这与γ′相尺寸变化有关;随时效温度的升高,试验合金750℃/510MPa的持久激活能降低,持久强度下降。 展开更多
关键词 镍基合金 长期时效 tcp相(拓扑密排相) 持久性能 持久激活能
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The precipitation and effect of topologically close-packed phases in Ni-based single crystal superalloys
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作者 Jinguo Li Jingxia Sun +1 位作者 Jinlai Liu Xiaofeng Sun 《Journal of Materials Science & Technology》 SCIE EI CAS 2024年第6期149-169,共21页
The precipitation of topologically close-packed(TCP)phases is the result of microstructure instabilities of Ni-based superalloys.This review seeks to comprehensively collate all the available information on TCP phases... The precipitation of topologically close-packed(TCP)phases is the result of microstructure instabilities of Ni-based superalloys.This review seeks to comprehensively collate all the available information on TCP phases in SX superalloys based on the latest findings.First,the thermodynamics and kinetics of the TCP phase precipitation are introduced.Meanwhile,the morphology,composition and orientation of TCP phases and their sequential transformation are summarized in detail.Further,the factors affecting the precipitation of these phases are sorted out.Besides,the proposed damage mechanisms of TCP phases are listed.Finally,several control and prediction methods of the TCP phase precipitation are reviewed,so the alloy designer can better balance the relationship between microstructure stabilities and properties of the superalloy. 展开更多
关键词 Ni-based superalloys topologically close packed(tcp)phases Precipitation Microstructure stability Properties
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Ni-Cr-Mo系合金焊后熔敷金属耐蚀性研究 被引量:3
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作者 刘海璋 李晓延 贺定勇 《失效分析与预防》 2008年第1期38-42,共5页
本文研究了适合于焊接Ni-Cr-Mo系合金的药芯焊丝(一种是金属型无渣药芯焊丝,另一种是造渣型的药芯焊丝)焊接后熔敷金属的耐蚀性。通过光学金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪对熔敷金属的金相组织进行了研究,熔敷金属的组织主要由奥氏... 本文研究了适合于焊接Ni-Cr-Mo系合金的药芯焊丝(一种是金属型无渣药芯焊丝,另一种是造渣型的药芯焊丝)焊接后熔敷金属的耐蚀性。通过光学金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪对熔敷金属的金相组织进行了研究,熔敷金属的组织主要由奥氏体基体和析出相组成,晶粒比较均匀,尺寸为20~50μm。在堆焊过程中,相当于对合金进行了敏化处理,很容易析出TCP(topologicallyclose-packed)相,这就造成了晶界和基体的合金元素成分、结构的不均匀性,从而容易产生晶间腐蚀。通过ASTMG28晶间腐蚀试验,结果表明,熔敷金属的耐腐蚀性与母材HastelloyC-276合金相当,对其晶间腐蚀行为进行了初步的探讨,表明在氧化性的腐蚀介质中,富含Mo的TCP相易被腐蚀。 展开更多
关键词 药芯焊丝 熔敷金属 金相组织 tcp 晶间腐蚀
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铁基高温合金GH109长期时效的研究
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作者 陈高恩 薛殿麒 吴鹏生 《中南民族学院学报(自然科学版)》 2000年第4期6-9,共4页
对铁基高温合金 GH10 9的长期时效作了研究 .结果表明 :强化相 r′的点阵常与 TCP-L aves相含量负相关 ;r′的含量与其尺寸正相关 ,这对合金机械性能有不利的影响 .
关键词 长期时效 强化相 点阵常数 拓扑密集积(LAves)相 高温合金 合金钢
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长期使用燃机导向叶片的失效与恢复热处理 被引量:6
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作者 娄德元 贺春林 +2 位作者 刘常升 马国峰 才庆魁 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期110-113,共4页
为考察恢复热处理对长期使用后的燃机导向叶片的组织和热疲劳性能的影响,采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪等设备对叶片热处理前后的显微组织和结构进行了分析,探讨了恢复热处理后叶片组织对其热疲劳性能的影响。结果表明,... 为考察恢复热处理对长期使用后的燃机导向叶片的组织和热疲劳性能的影响,采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪等设备对叶片热处理前后的显微组织和结构进行了分析,探讨了恢复热处理后叶片组织对其热疲劳性能的影响。结果表明,恢复热处理能消除导向叶片长期使用中产生的有害的拓扑密排相(TCP)以及部分溶解晶界碳化物,显著提高导向叶片的热疲劳性能。确定其恢复热处理工艺为1070℃×40 min,空冷。 展开更多
关键词 导向叶片 恢复热处理 显微结构 拓扑密排相(tcp) 热疲劳
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Pt+γ′-Ni_3Al+γ-Ni/CMSX-4涂层结构的透射电镜研究
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作者 操光辉 姚培培 Russell Alan M. 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期847-850,共4页
通过在CMSX-4镍基单晶高温合金表面镀Pt然后采用包埋渗铝的方法成功制备Pt改性的Pt+γ′-Ni3Al+γ-Ni/CMSX-4涂层,采用扫描电镜和透射电镜研究Pt+γ′-Ni3Al+γ-Ni/CMSX-4涂层的微观结构。TEM分析表明Pt主要分布于涂层γ′-Ni3Al相中,... 通过在CMSX-4镍基单晶高温合金表面镀Pt然后采用包埋渗铝的方法成功制备Pt改性的Pt+γ′-Ni3Al+γ-Ni/CMSX-4涂层,采用扫描电镜和透射电镜研究Pt+γ′-Ni3Al+γ-Ni/CMSX-4涂层的微观结构。TEM分析表明Pt主要分布于涂层γ′-Ni3Al相中,且涂层γ′-Ni3Al相里存在{111}孪晶;此外涂层内还发现六方结构富铼的拓扑密堆相(μ相),点阵常数为a=0.473nm和c=2.565nm,首次发现μ相内除了(001)孪晶外还存在(102)孪晶;探讨μ相和孪晶的形成机制。 展开更多
关键词 γ′-Ni3Al+γ-Ni涂层 tcp 孪晶 透射电镜
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Microstructural Instability of an Experimental Nickel-Based Single-Crystal Superalloy 被引量:3
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作者 Bin Yin Guang Xie +3 位作者 Xiangwei Jiang Shaohua Zhang Wei Zheng Langhong Lou 《Acta Metallurgica Sinica(English Letters)》 SCIE EI CAS CSCD 2020年第10期1433-1441,共9页
Microstructural instability with the precipitation of topologically close-packed(TCP)phases of an experimental nickel-based single-crystal superalloy has been investigated.A significant amount of σ phases are disting... Microstructural instability with the precipitation of topologically close-packed(TCP)phases of an experimental nickel-based single-crystal superalloy has been investigated.A significant amount of σ phases are distinguished in the interdendritic region of the as-cast samples after thermal exposure at 900℃ for 1000 h.Theσphases are preferentially precipitated at the periphery of coarse γ/γ′eutectic,and their morphological evolution from needles to granules is observed.Microstructural analysis suggests that the local segregation of Cr and Ti at the periphery of coarse γ/γ′eutectic accounts for the formation ofσphases in the as-cast samples.After heat treatment with low solution temperature and short holding time,the dendritic segregation of alloying elements(i.e.,W,Re,Ti and Ta)and the volume fraction of γ′phase in the interdendritic region are similar to that of the as-cast samples.However,no TCP phases are present in the interdendritic region of the heat-treated samples after thermal exposure,which is primarily ascribed to the elimination of local segregation of Cr and Ti near the coarse γ/γ′eutectic.Moreover,small quantities ofμphases are precipitated in the secondary dendrite arm near the interdendritic region after thermal exposure,due to the increased volume fraction ofγ′phase and the concomitant enrichment of W and Re in theγmatrix. 展开更多
关键词 Nickel-based single-crystal superalloy topologically close-packed(tcp)phases SEGREGATION EUTECTIC
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