DZ125高温合金熔体超温处理定向凝固组织的演化规律

在保持凝固界面温度梯度恒定的条件下,研究了DZ125高温合金熔体超温处理定向凝固组织的演化规律。实验结果表明,熔体超温处理对DZ125合金的定向凝固组织有着显著的影响。一次枝晶间距和二次枝晶间距均随着熔体超温处理温度的升高,呈现出先减小后增大的变化规律,并在超温处理温度为1 650℃处出现最小值。合适的熔体超温处理可以起到与提高凝固速率相同的作用,有效细化合金凝固组织,从而有利于降低合金元素偏析程度,减少甚至消除凝固缺陷,缩短热处理均匀化时间,提高合金的力学性能。

熔体超温处理对DD3镍基单晶高温合金凝固组织的影响

在保持固/液界面温度梯度不变的条件下,研究了不同熔体超温处理温度对DD3单晶高温合金凝固组织的影响,并利用DTA研究了合金熔体结构的变化.结果表明:合金熔体在1380—1650℃发生一系列的结构变化;当抽拉速率为50μm/s时,随熔体超温处理温度由1500℃升至1640和1780℃,合金一次枝晶间距由177μm分别减至150和125μm,枝干与枝间γ′相的尺寸减小,且枝间γ′相形貌变得规整.

熔体超温处理对DD3单晶高温合金二次枝晶间距的影响

研究了不同熔体超温处理温度对DD3单晶高温合金二次枝晶间距的影响,并利用旋转定向测试法测量单晶取向偏离度结果表明,熔体超温处理对单晶取向偏离度和合金枝间溶质元素总含量的影响很小;随熔体超温处理温度由起始凝固温度1500℃升高至1640和1780℃,二次枝晶间距减小,细化率达14%—31%.

熔体超温处理对镍基单晶高温合金γ′相的细化作用

采用光学显微镜、扫描电镜等方法研究了熔体超温处理对镍基单晶高温合金γ′相的影响。结果表明,随熔体超温处理温度由1500℃升高至1640和1780℃时,一次枝晶间距由177μm分别减小至150和125μm;枝间Ti富集程度降低,W的偏析程度减小。枝晶干和枝晶间γ′相尺寸均减小,枝间γ′相由不规则转变成立方形,同时枝间与枝干区域γ-γ′错配度减小。

DZ125定向凝固镍基高温合金组织与熔体超温处理时间的相关性

采用熔体超温处理方法,通过改变熔体超温处理时间研究定向凝固镍基高温合金DZ125凝固组织的演化规律。结果表明:熔体超温处理时间由15min延长到30min可以细化枝晶、减小偏析。然而,进一步延长熔体超温处理时间至60min,枝晶却略微粗化。熔体超温处理15min时,碳化物形貌为草书体,而熔体超温处理时间大于30min时碳化物则主要为非连续性棒状和块状。造成这种现象的主要原因是熔体超温处理时间的变化影响到熔体状态,进而影响到凝固组织。

熔体超温处理温度对新型镍基单晶高温合金溶质分配行为的影响

采用熔体超温处理技术对新型含Re和Ru的镍基单晶高温合金熔体进行不同温度的超温处理,利用EPMA研究了定向凝固过程中合金元素的溶质分布状态及溶质分配系数随熔体超温处理温度变化的演化规律.结果表明,在平界面定向凝固条件下,随熔体超温处理温度的升高,Al,Ta元素在固液界面前沿液相一侧的分布呈现先增大后减小的趋势,而Re,W,Ru,Co元素则呈现与之相反的规律,Mo,Cr元素无明显变化;而熔体超温处理温度对Ru,Co,Mo,Cr元素的溶质分配系数影响较小.熔体超温处理使合金熔体结构发生变化,进而影响元素分布,是导致溶质分配系数发生变化的主要原因.

DZ125合金熔体超温处理过程中的弛豫现象

采用熔体超温处理方法考察了DZ125定向凝固镍基高温合金熔体超温处理中的弛豫现象,结果表明:DZ125合金熔体超温处理中存在的弛豫现象对凝固组织有明显影响.当恒温静置时间小于30 min时,枝晶间距、偏析比、γ′相和γ+γ′共晶相的形貌及大小随恒温静置时间的增加均无明显变化.然而,进一步延长熔体恒温静置时间至60 min,枝晶间距增大、偏析加重、γ+γ′共晶相明显增大、枝晶间γ′相明显粗化.碳化物形貌以块状和非连续棒状为主,且随恒温静置时间的延长无明显变化.造成这种现象的主要原因是合金熔体结构的平衡需要一定的弛豫时间,恒温静置时间小于30 min时,熔体结构随静置时间的延长变化不大,进一步延长恒温静置时间至60 min熔体结构变化明显.熔体结构的变化将影响凝固过程及最终的凝固组织.因此,随熔体恒温静置时间延长凝固组织发生明显变化.

熔体超温处理对GH742返回料凝固组织和力学性能的影响

采用熔体超温处理方法考察了熔体超温处理温度对GH742返回料凝固组织和力学性能的影响规律。结果表明:当熔体超温处理温度低于1550℃时,随熔体超温处理温度的升高,晶粒和枝晶组织显著细化,枝晶偏析和合金中N、O、S元素含量降低,然而,温度进一步升高至1600℃,晶粒和枝晶组织粗化、枝晶偏析增大、合金中N、O含量升高。熔体超温处理显著影响枝晶干γ′相特征,却对MC型碳化物影响较小。MC型碳化物形貌为棒状或块状,且随熔体超温处理温度升高无明显变化,但尺寸和面积分数均略微减小。枝晶干γ′相形态则随熔体超温处理升高由近球形向近立方状转变,尺寸呈现先增后减趋势。合适的熔体超温处理可显著提高返回料的室温抗拉伸强度,但对塑性无明显影响,其原因被归因于凝固组织的变化。

熔体温度处理的研究现状及展望

熔体温度处理主要研究的是材料熔体结构与温度的对应关系,及其在冷却和凝固过程中的演化规律,通过适当的熔体温度处理,可以改善合金的组织和提高综合力学性能。详细介绍了熔体温度处理的几种方法,如熔体超温处理、熔体混合处理、固液混合铸造等。分析了国内这些领域的研究进展和一些具体的应用情况,探讨了今后的发展方向。

熔体过热时间对K4169高温合金凝固组织的影响

在1 680℃对K4169镍基铸造高温合金熔体进行超温处理,研究了不同过热时间对元素烧损、宏观晶粒度、凝固微观组织及元素偏析的影响。结果表明:熔体过热时间在10 min以内,熔体超温处理后合金成分仍在允许的范围之内,但是熔体过热时间到15 min时,Cr有严重烧损;熔体过热时间由5 min延长到10 min时,宏观平均晶粒度增大,二次枝晶间距细化,元素偏析减轻;延长到15 min时,枝晶粗化,元素偏析加剧;在熔体过热时间为10 min时,宏观平均晶粒度最高为M-7,二次枝晶间距细化到34.95μm,元素偏析最轻。

DZ125镍基高温合金高温持久断裂后的位错组态

研究了熔体超温处理工艺对DZ125镍基高温合金铸态及热处理态高温持久试样位错组态的影响.结果表明:铸态试样的高温持久寿命随熔体超温处理温度的升高而增加.热处理态试样的高温持久寿命随超温处理温度的升高表现为先增加后减少,当超温处理温度为1650℃时,持久寿命达到最大值.随熔体超温处理温度的升高,铸态试样位错密度增大且位错多呈波浪形和不规则网络状分布,热处理态试样中出现规则的多边形位错网,有利于持久性能的提高.位错网中位错的Burgers矢量为a/2〈110〉和a〈100〉.高温持久变形机制为位错的切割或攀移.随超温处理温度的升高,切入γ′相的位错数量减少,并且有位错列和位错对列攀移通过γ′相.