热处理对变形高铝Ni_3Al基合金组织及性能的影响

对热变形量56%的高铝Ni3Al基合金在热处理过程中的组织转变进行了研究。结果表明:热处理过程中随β-NiAl相的增大,γ+γ'相区不断向β+γ'相区扩展,借此消除锻后形成的γ'脆性晶界,提高锻后合金的塑性。在γ+γ'两相区,γ'相不断发生回溶;而在β+γ'两相区,随着M23C6向MCⅡ碳化物逆转变的进行,γ相以MCⅡ为形核质点发生再结晶长大。此外于扩大的γ相内有呈方形的粒状γ'相析出,与γ相保持完全共格,可提高合金高温强度。

高铝Ni_3Al基合金的热变形行为

采用Gleeble-3800型热模拟试验机研究了高铝Ni3Al基合金在变形温度为1200～1240℃,应变速率为0.01～1s-1条件下的热压缩变形,结果表明:在应变速率为0.01s-1时,高铝Ni3Al基合金对应的热变形本构方程为σ=28.57(lnε+6.72×105/RT-44.08),而当应变速率为0.1s-1和1s-1时,热变形本构方程为σ=28.57(lnε+1.28×106/RT-92.76)。变形过程中只有γ'相发生不同程度上回溶,但未发生动态再结晶。合金的最佳变形区间位于变形温度为1200～1215℃,应变速率为0.01s-1范围内;而当提高速率至1s-1附近,γ'相中塞积的位错容易造成单相γ'区中β/γ'界面的开裂,对应变形过程中的"失稳区"。

热处理过程中高铝Ni_3Al基合金的组织转变研究

对铸态及固溶态高铝Ni3Al基合金进行不同温度的热处理,并用扫描电镜对合金的组织转变进行观察。结果表明:当热处理温度为1220℃时,随MCⅡ碳化物转变在M23C6碳化物周围产生γ'包膜,造成枝晶干γ/γ'两相区及β-NiAl相的减小;枝晶间富集元素的扩散也可引起单相γ'区的扩大及β-NiAl相的减小,但作用较小;当热处理温度为1260℃时,单相γ'区发生回溶减小,借此造成β-NiAl相及γ/γ'两相区显著扩大。

一种Ni_3Al基单晶高温合金的显微组织及其持久高塑性变形行为

采用显微组织观察和JMat Pro相平衡计算和热力学模拟软件等手段研究了一种实验Ni_3Al基单晶高温合金的显微组织和1100℃/90 MPa条件下的持久高塑性变形行为,并分析了持久高塑性变形机制。实验Ni_3Al基单晶合金为γ/γ'两相组织,热处理后合金枝晶干部位γ'相的体积分数为86.0%,其形貌呈接近立方体形。JMat Pro软件在平衡相析出、γ/γ'相点阵常数和γ/γ'点阵错配度方面的计算结果与实验结果吻合的较好。合金1100℃/90 MPa的平均伸长率为148.5%,平均断面收缩率为72.3%。合金在持久变形过程中形成平行于应力轴方向的P型近似筏排组织使位错易于滑移传递从而在高温持久条件下表现出高塑性变形行为。

定向凝固Ni_3Al基高温结构材料IC6A合金的研究

利用扫描电镜、透射电镜、电子探针能谱和 X射线衍射技术研究了定向凝固 Ni3Al基合金 IC6 A的微观组织 ,当 IC6 A合金中的钇含量靠近成分上限时 ,在 IC6 A合金的枝晶间区会形成被大块 γ′相包围的、由 Ni3Y,Mo1 .2 4Ni0 .76和 γ固溶体相组成的区域。按照航空发动机导向叶片的使用要求 ,测定了 IC6 A合金的主要物理性能、 110 0℃抗循环和静态氧化性能、各种温度下的高温持久性能和蠕变性能、高温热疲劳和高周疲劳性能、各种温度下的瞬时拉伸性能以及冲击性能。研究结果表明 ,由于 IC6 A合金中适量钇的存在 ,其高温抗氧化性能得到显著提高 ,其高温持久性能、蠕变性能、冲击性能、高温热疲劳和高周疲劳性能也优于 IC6合金的。IC6 A合金是一种适用于制作 110 0℃及其以下温度工作的航空发动机导向叶片的高温结构材料。

Ic-6铸造Ni_3Al基合金的研究

本文研究了Ni_3Al基合金的元素组成、组织控制及其与力学性能之间的关系。探索表明:B、Al、Mo是影响Ni_3Al基高温合金组织与性能的三种主要元素;γ’单相区的尺寸和数量对合金性能有重大影响;一定数量的热稳定性良好的γ相是Ni_3Al基合金取得高性能的基本保证。

Ti-24Al-14Nb-3V-0.5Mo合金的压缩超塑性

对Ti 2 4Al 14Nb 3V 0 5Mo合金的超塑压缩变形行为进行了研究·结果表明 ,该合金的最佳超塑温度为 980℃ ,最佳应变速率范围为 (2× 10 -4 ～ 2× 10 -3 )s-1· 在超塑变形过程中 ,条状O相和α2 相中发生了动态再结晶和等轴化过程 ;B2相中发生了动态回复·新形成的硬相等轴晶粒可在软的基体中滑动和转动 ,造成的应力集中由B2相中的位错运动松弛·

变形Ni_3Al基合金的热处理工艺

研究了固溶处理温度对Ni3Al基合金板材组织和高温拉伸性能的影响。结果表明:随着固溶温度升高到1 280℃,β相含量逐渐降低,γ′+γ两相区的含量逐渐升高,继续升高到1 310℃后,β相含量出现增长,γ′+γ两相区的含量维持一定;由于随着温度的升高,β相沿晶界析出,直到1 280℃时合金晶粒才开始长大,1 280℃以下热处理时合金的晶粒尺寸存在取向性;1 000℃拉伸时,裂纹在β相与γ′相包覆层交界处萌生;γ′+γ两相区含量的增多有利于合金强度的提高,经1 280℃×16min,空冷热处理后合金具有优异的综合力学性能。

一种高铪Ni3Al基合金的抗氧化性能

开展了高铪(1. 5%Hf) Ni3Al基合金在1000℃、1100℃和1200℃氧化100h的实验,分析了氧化膜的形貌及形成机制。研究表明,高铪Ni3Al基合金直到1100℃仍可达到完全抗氧化级,氧化膜完整致密,氧化增重速率0. 03g/m2·h,氧化皮剥落量0. 52g/m2,较0. 5%Hf的Ni3Al基合金降低一倍;1200℃时,氧化皮剥落量明显增多,抗氧化性能降至次抗氧化级。高铪Ni3Al基合金氧化后,形成了大面积具有保护作用的Hf O2和Al2O3氧化膜,随着氧化温度由1000℃逐渐升高至1100℃,氧化膜由以Hf O2为主,转变为以Al2O3为主;合金氧化过程中Hf O2优先形成,Al2O3以Hf O2为核心形核生长,铪含量的提高促进了Al2O3氧化膜的快速形成,抗氧化性能显著提高。