表面处理对第二代单晶高温合金胞状再结晶的影响

对第二代镍基单晶高温合金进行表面处理并在1000～1200℃保温,研究表面加工工艺和热处理条件对胞状再结晶行为的影响。结果表明:磨削、吹砂、喷丸试样热处理后表面均发生了胞状再结晶,其生成厚度依次增加。喷丸试样经1200℃/50h后胞状再结晶区厚度可达0.1mm,晶团之间及与基体之间存在取向差小于5°的小角晶界和35～45°的大角晶界。热处理温度比保温时间对胞状再结晶区生长速率和最终厚度的影响更加显著。

合金状态对单晶高温合金DD6再结晶的影响

对单晶高温合金DD6进行表面吹砂处理,然后在1100～1250℃加热4h,研究其铸态与标准热处理状态的表面再结晶行为。结果表明:当加热温度为1200℃时,铸态合金出现等轴再结晶晶粒;而加热温度为1150℃时,热处理态合金出现等轴再结晶晶粒,铸态与热处理态合金的再结晶是由胞状再结晶晶粒和等轴再结晶晶粒组成的;随着加热温度的升高,等轴再结晶晶粒逐渐长大,胞状再结晶晶粒逐渐减少,胞状再结晶内部粗大的γ′相由长条状向颗粒状转变。由于铸态合金含有一定数量的粗大γ′相以及γ+γ′共晶组织,在相同的条件下,铸态合金的再结晶倾向小于热处理态合金的。

合金状态对DZ125定向凝固高温合金再结晶的影响

对定向凝固高温合金DZ125合金进行表面喷丸处理,然后在1000~1230℃加热4 h,研究铸态、固溶态和标准热处理状态DZ125合金的表面再结晶行为。结果表明:在表征喷丸强度的Almen值为0.17 mm时,3种状态的合金出现再结晶的温度分别为铸态1000℃、固溶态1050℃和标准热处理态的1100℃。3种状态加热温度为1150℃及以下均产生胞状再结晶,在相同实验条件下,3种状态合金的再结晶表现为铸态再结晶层最深、其次是固溶态,然后是标准热处理态。可以通过先固溶处理再吹砂然后时效处理的工艺来替换铸态吹砂然后热处理的工艺来降低生产过程中产生的再结晶层厚度,进而降低再结晶对力学性能的影响。

再结晶层厚度对DD6单晶高温合金持久性能的影响

对铸态和固溶态的DD6单晶高温合金进行强度为0．4MPa的15s和30s的表面吹砂，然后分别进行不同热处理，得到不同厚度的再结晶层，研究再结晶层厚度对DD6单晶合金持久性能的影响。结果表明：在1230℃以下均产生胞状再结晶、1280℃以上均产生等轴状再结晶。铸态吹砂，然后标准热处理获得40~60μm的等轴状再结晶层，固溶态吹砂并时效处理后获得15～25μm的胞状再结晶层，两种状态试样的再结晶层厚度均随着吹砂时间增加而增大。在三种持久条件下，合金的持久寿命均随再结晶层的增加而降低，即不吹砂试样〉固溶态吹砂15s〉固溶吹砂30s〉铸态吹砂15s〉铸态吹砂30s。

溶质表面张力对流模型及其对空间实验的解析

空间高温实时观察装置（SHITISOI）被用于观察和记录在Li2B4O7溶体中KNbO3胞状结晶的整个生长过程，并对胞状结晶生长过程中浮力对流和表面张力对流的影响进行了研究．首次观察到空间条件下，Li2B4O7溶体中稳态表面张力对流图像，它呈镜面对称的抛物线状．由于表面张力对流的作用，KNbO3胞晶生长且充满了整个的溶体．而在地面上，由于浮力抑制表面张力，降低了胞晶在流体中的生长速度，使溶质KNbO3胞晶在LiZB4O7溶体中分布不均匀，本文还提出了胞状结晶生长理论的模型．这个模型的主要特点是表面张力对流起始于KNbO3胞晶的界面上；这是由于KNbO3溶质扩散速率减少而引起的KNbO3溶质表面张力梯度．本模型的预言和实验所观察的现象吻合得比较好，这说明该理论模型是合理、可靠的．

单晶叶片基体表面微裂纹成因分析

单晶高温合金是制造先进航空发动机涡轮叶片的主要材料,其优异性能主要来源于消除了与主应力轴垂直的晶界,而单晶材料中如果出现再结晶会显著降低其高温力学性能。为探究发动机单晶涡轮导向叶片试验后在叶身前缘下缘板R区产生裂纹的原因,利用视频显微镜、金相显微镜和扫描电镜等手段对裂纹截面组织进行宏、微观分析,明确了R区的宏观裂纹为抗氧化涂层裂纹,宏观裂纹附近的叶片基体存在由于叶片表面胞状再结晶晶界开裂所引起的微裂纹。结果表明:单晶叶片表面产生胞状再结晶主要与叶片抛光、吹砂等修整过程中引入的塑性变形及后续的钎焊工艺有关;抗氧化涂层的开裂促进了胞状晶晶界的开裂;通过对导向叶片的多个截面组织进行对比分析,发现高温能够加速胞状再结晶的晶界开裂。