脉冲电场对KS282合金凝固组织的影响

以KS282合金凝固组织中的初生硅相作为对象,研究了脉冲电场孕育处理对KS282合金初生相形态的影响,分析了扫描电子显微镜(SEM)下组织形态的变化、断口金相,以及DSC曲线中凝固点位置的改变。结果发现,电脉冲孕育处理对多元高硅铝合金有变质作用,增加了合金凝固过程的热力学过冷度,提高了初生硅相形核率。

Haynes282合金在长期时效和持久过程中的组织稳定性

分别在700℃、760℃、800℃下对Haynes282合金进行长达10 000h的时效试验,在700~850℃、80~520 MPa的范围内对合金进行持久试验,采用扫描电子显微镜、能谱仪和透射电子显微镜观察和分析了合金的显微组织,研究了合金在高温时效和持久过程中的组织稳定性.结果表明:当Haynes282合金在760℃以下温度时效时,其γ′相长大较慢,在800℃下时效时,γ′相长大较快;在700℃、760℃、800℃下,时效时间超过1 000h后,冲击性能均下降较快;在800℃长期时效及850℃持久试验过程中,晶界和晶内会析出针状或长条状富Mo的μ相,且发生MC碳化物退化.

基于神经网络的Haynes 282合金高温流动行为表征及其有限元应用

通过在热/力学模拟试验机上开展等温压缩试验获得了Haynes 282合金的真应力-应变数据。Haynes 282合金在高温变形过程中表现出显著的动态再结晶特性,其流动应力对热力参数敏感度较高,且与热力参数呈复杂的非线性关系。为了准确地描述和预测Haynes 282合金的真应力-应变关系,将热变形参数作为输入,将流动应力作为输出构建了反向传播神经网络。对神经网络的评估结果表明所构建的神经网络能够精确地表征Haynes 282合金的高温流动行为。通过将构建的神经网络以材料子程序的形式植入有限元软件中,建立等温压缩试验有限元模型,实现了Haynes 282合金高温流动行为的精确仿真。

Haynes282合金中不同元素含量对析出相析出行为的影响

采用JMatPro软件对Haynes282合金进行热力学计算,得到温度由1 400℃降至600℃时合金内不同析出相的含量,分析了铬、钴、钼、钛、铝、碳、硼等元素含量对析出相析出行为的影响。结果表明:碳化物的析出量主要由碳含量决定;铬元素可以增强M23C6的稳定性;铬、钴、钼、钛、铝能促进σ相的析出及稳定;钼含量增加可以促进μ相的析出,而硼、钴、铬、钛、铝等元素会抑制μ相的析出;硼元素对M3B2的稳定性没有影响,但含量增加会增大其析出量;钛元素能促进γ′相的析出并增强其稳定性,铝元素可增加γ′相的析出量。

Haynes 282合金高温塑性变形的热加工图

采用Gleeble-3800型热模拟试验机研究了变形参数对Haynes^(-1)282合金热变形时流动应力的影响规律,建立了Haynes^(-1)282合金高温塑性变形时的热加工图。结果表明:在达到峰值应变后,当变形温度在1000℃及以下时,合金的软化速率一直大于硬化速率,应力持续下降;当变形温度大于1000℃时,加工硬化速率和再结晶软化速率达到动态平衡。合金热加工图包含两个危险区,危险区Ⅰ:温度900~1000℃、应变速率0.1~10 s^(-1)和危险区Ⅱ:温度1000~1200℃、应变速率1~10 s^(-1);热加工图中失稳区是由温度900~1000℃、应变速率0.1~10 s^(-1)^(-1)和温度1000~1150℃、应变速率0.1~1 s^(-1)组成的区域;安全区对应的温度范围为1000~1200℃,应变速率为0.01~0.1 s^(-1),该区的功率耗散系数为0.34~0.44,是合适的热加工区。

新型镍基高温合金Haynes 282的特点及应用

Haynes 282合金是Haynes公司于2005年开发的新型时效强化型锻造镍基高温合金,使用温度范围为649~927℃。该合金最初的开发目标是航空发动机和燃气轮机,因其具有良好的蠕变强度、热稳定性和优越的可加工性、焊接性能,成为700℃先进超超临界机组（A-USC）重要的候选材料之一。简述了Haynes282合金的微观组织,持久强度、抗蒸汽氧化性能和热稳定性能,讨论了其在A-USC机组、航空发动机、燃气轮机、核反应堆、石油化工设备和军工等诸多领域的应用前景,分析了其有待改进之处。

Haynes 282新型高温合金晶粒长大行为及数学模型研究

为了研究新型合金在高温状态下的晶粒长大行为,进行了Haynes 282合金在973~1 373 K条件下保温0~10 800 s的晶粒长大实验,通过实验分析了保温时间和保温温度对其晶粒尺寸的影响,研究了晶粒尺寸在其实验条件下的演变规律。由此构建了符合Haynes 282合金晶粒长大的数学模型,该模型的建立能够有效表征Haynes 282合金在高温下的晶粒长大行为。

Haynes 282镍基合金在600～700℃超临界水中的氧化特性

在600~700℃、25 MPa超临界水中对Haynes 282镍基合金进行氧化,研究了不同温度和时间下合金的氧化动力学曲线以及氧化膜的表面形貌、微观结构和物相组成等。结果表明:Haynes 282合金的单位面积氧化质量增加随着温度的升高和时间的延长而增大;600℃时合金的氧化动力学曲线遵循抛物线规律,650,700℃时的氧化动力学曲线介于抛物线和直线规律之间;合金表面的氧化膜具有双层结构,外层为呈松散的多面体形状的微米尺寸氧化物颗粒,内层为由细小晶粒组成的致密氧化膜;600℃氧化后氧化膜内层主要为Cr_2O_3,外层则为TiO_2;650℃氧化后氧化膜外层由TiO_2与MnCr_2O_4组成,而内层由Cr_2O_3和少量的MnCr_2O_4组成;700℃氧化后氧化膜外层由NiCr_2O_4与MnCr_2O_4组成,而内层由Cr_2O_3和少量的MnCr_2O_4组成。

Inconel740H镍基合金与Haynes282镍基合金的焊接接头组织和力学性能

采用热丝TIG焊方法对Inconel740H镍基合金与Haynes282镍基合金异种材料进行焊接,并对采用Inconel Filler Metal 740H镍基合金焊丝和Haynes 282 Wire镍基合金焊丝两种不同焊接填充金属分别经过两步时效强化热处理(1010℃/2 h/空冷+788℃/8 h/空冷)和一步时效强化热处理(800℃/4 h/空冷)后的接头拉伸性能、弯曲性能、硬度和微观组织进行对比分析。试验结果表明,焊接接头的抗拉强度均大于1035 MPa,弯曲试验均合格,焊接接头的硬度均大于314 HV。焊接接头金相组织检验合格,焊缝组织均为奥氏体,焊缝内的晶界处均存在细小的碳化物析出,未发现有害相的析出。

重型燃气轮机用Ni-Cr-Co基高温合金组织稳定性研究

采用Thermal-Calc(TCW2)软件结合Ni基数据库(2003P)对Haynes 282合金的平衡凝固组织进行计算,并提供了Haynes 282合金等温时效组织转变曲线(TTT曲线),采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子衍射和综合相分析方法研究了Haynes 282合金经过高温长期时效处理和在持久试验断裂后的微观组织。结果表明:Haynes 282合金在800℃下经过长期时效处理后会析出TCP相;Haynes 282合金中析出的针状相均为富含Mo元素的μ相;温度为700~800℃时,Haynes 282合金中μ相析出的尺寸和含量均会随时效时间的延长和温度的升高而增大,表明Haynes 282合金在高温长时应力作用下的组织不稳定性。

Haynes282高温合金述评

Haynes282合金是美国2005年推出的一种能在750℃下使用的新型高温合金，可用来制作航空用发动机和陆地用气体涡轮发动机的热端部件。这里主要用比较法介绍Haynes282合金的化学成分、制备方法、力学性能、抗氧化能力和物理性能等。目的是为从事材料科学研究的相关人员提供基础资料。

长期时效对Haynes 282耐热合金组织和力学性能的影响

研究了Haynes 282耐热合金700℃下经100、300、1000、3000 h时效处理后组织和力学性能的变化规律。结果表明,282合金主要析出相为M_(23)C_6、MC和γ'相,700℃长期时效后,晶界M_(23)C_6型碳化物和晶内MC型碳化物长大,γ'相随时效时间的延长长大缓慢。282合金冲击吸收能量随时效时间的延长逐渐下降,晶界链状分布的M_(23)C_6型碳化物是造成其冲击吸收能量下降的原因之一。282合金硬度随时效时间的增加而增加,时效过程中γ'相的含量及尺寸变化对合金硬度影响较大。

固溶处理对Haynes282耐热合金组织与硬度的影响

研究了不同固溶处理工艺对Haynes282耐热合金组织与硬度的影响。结果表明,在1060~1150℃范围内保温2 h固溶处理时,Haynes试验合金的晶粒长大缓慢,固溶温度高于1150℃时,晶粒尺寸长大明显,M23C6和MC型碳化物基本溶解。1120℃固溶处理时,随着保温时间的延长,晶粒长大,未溶碳化物不断溶解。计算表明,Haynes试验合金固溶处理晶粒长大激活能Q约为382 k J/mol。提高固溶处理温度和延长保温时间时,合金硬度降低,晶粒粗化和未溶碳化物的溶解是造成硬度降低的主要原因。