航天用GH3600合金管材生产工艺优化

主要研究了航天运载火箭发动机喷管用GH3600合金管材的生产工艺优化。管材经挤压、退火等工序完成。由于该管材长径比大且长度较长,这加大了该产品的生产难度,降低了产品的成品率。经过长期的工艺摸索及试制,通过改进挤压开坯方式、控制加工工艺、退火工艺及成品的清洗方式,使航天用GH3600合金管材达到了要求的技术指标。

GH3600合金箔材在航空发动机中长期服役后组织演化

以厚度0.05 mm的GH3600合金箔材制备的隔热层壳零件为研究对象,利用光学显微镜、扫描电镜及能谱分析等检测手段,探究了随航空发动机服役400 h后氧化程度差异较大的异常和正常隔热层壳零件的组织变化规律.结果表明:服役后,正常零件和异常零件的晶粒均发生了长大;正常零件中可观察到较多的M_(7)C_(3) 相,但数量少于初始固溶态,而异常零件的M_(7)C_(3) 相几乎完全溶解;异常零件表面氧化层较厚,为双层氧化物结构,较多晶界均已氧化开裂;正常零件氧化层较薄,为单层氧化物结构,仅在表面出现沿晶的裂纹.该研究结果表明,较长时间超温服役是异常隔热层壳零件产生的原因.

水蒸气对GH3600合金高温氧化行为的影响

研究水蒸气对GH3600合金高温氧化行为的影响。采用热重分析仪完成合金在900℃不同水蒸气含量空气中24 h的高温氧化试验。对氧化试样的氧化膜表面形貌、横截面微观结构及元素分布进行了分析。结果表明:在所有试验条件下形成的氧化膜均由外层的NiO和内层的Cr2O3组成。在氧化环境中加入水蒸气可明显改变氧化过程的动力学和氧化层结构。

GH3625合金管材冷变形行为及热处理工艺研究

通过室温压缩试验、数学模型拟合、光学显微镜和洛氏硬度计等手段,并建立GH3625合金管材冷变形本构方程,研究了冷变形及热处理对GH3625合金管材组织和性能的影响。研究表明,GH3625合金管材加工硬化规律基本符合Hollomon方程,其中冷变形量是影响加工硬化的主要因素;随着冷变形量的增大,晶粒的变形程度增大,晶粒的变形均匀性逐渐改善,平均晶粒尺寸减小;合金的平均晶粒尺寸随热处理温度的升高呈现出先减小后增大的趋势,在1 100~1 250℃范围内晶粒长大激活能为180.46kJ/mol;硬度随热处理温度的升高而降低,且在晶粒长大过程中合金的硬度值与平均晶粒尺寸满足Hall-Patch关系式。

高温合金GH4169管材挤压工艺及组织分析

对高温合金GH4169管材挤压成形进行了工艺研究.确定了GH1140管材挤压成形工艺参数,分析了GH4169管材挤压力能参数变化规律.分析了管材挤压对组织性能的影响。研究结果发现,GH4169管材挤压成形时必须严格控制坯料温度、模具预热温度、润滑方式、挤压速度、挤压比等工艺参数。

GH1140管材的热挤压成形

采用适当的坯料温度、模具预热温度、润滑方式、挤压速度、挤压比等工艺参数 ,成功地挤压出高温合金GH114 0管材。

GH1140管材热挤压工艺及组织性能研究

对高温合金GH1140管材挤压成形进行了工艺研究.确定了GH1140管材挤压成形工艺参数,分析了GH1140管材挤压力能参数变化规律.分析了管材挤压对组织性能的影响.研究结果发现,GH1140管材挤压成形时必须严格控制坯料温度、模具预热温度、润滑方式、挤压速度、挤压比等工艺参数.

变形量、热处理制度对消除GH536合金焊管焊缝区铸态组织、晶粒度及力学性能的影响

通过冷加工变形量和热处理制度对GH53 6合金焊管焊缝区铸态组织、晶粒度及力学性能影响的研究得出 ,当冷加工总变形量达到 77% ,并进行 110 0～ 1150℃× 15min固溶再结晶处理时 ,可以完全消除GH53 6合金焊管焊缝区的铸态组织 ,使基体和焊缝都具有均匀一致的 10级左右的细晶组织 。

我国独创和独具特色的几种高温合金的组织和性能

综述了中国科学院金属研究所高温合金和金属间化合物研究组50年来在高温合金材料方面的研究成果,重点介绍了9种我国独创和独具特色的高温合金,包括其成分和组织特点,力学性能、化学性能和物理性能,以及他们的冷、热加工性能和应用特点。

GH690合金热加工图及管材热挤压实验研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机进行高温等温压缩实验,研究了GH690合金在变形温度为950～1200℃、应变速率为0.001～10.000 s-1条件下的热变形行为,利用动态材料模型构建了GH690合金热加工图,并基于加工图进行GH690合金管材热挤压实验。结果表明:GH690合金有应力峰和动态再结晶软化的特征,在ε≥0.4时,流动应力趋于稳定状态;在热加工图中变形温度为1100～1150℃、应变速率为1.0～2.5 s-1时功率耗散效率达到0.34～0.39,该区域对应的工艺参数适合于进行GH690合金管材热挤压;在热加工图中变形温度为950～1000℃,应变速率在0.94～10.00 s-1之间的区域为不稳定变形区域,热加工时应该避开这一区域。

镍基合金GH625管材用挤压模设计与应用

采用FEM方法,对高温镍基合金GH625管材的平模和锥模两种不同挤压工艺进行模拟,分析了应力和应变分布特点。在挤出管材的壁厚方向上取5个点追踪应力、应变、应变速率和金属流动速率的变化规律,通过应变变化规律分析管材壁厚方向上的分层缺陷,对比平模和锥模两种不同模型设计对挤压载荷的影响。结果表明,锥模有利于降低挤压力和减小挤压过程中壁厚方向上的金属流速差。采用60 MN卧式挤压机进行平模和锥模两种不同挤压模设计的实际挤压生产试验,验证了模拟分析结果的正确性,锥模可以解决GH625管材壁厚方向上的分层。

Laves相对GH3625合金管材热挤压过程中爆裂行为的影响

采用GH3625合金铸态管坯及均匀化态管坯进行相同工艺热挤压管材制备实验,均匀化态管坯能成功挤出,而铸态管坯出现管爆裂现象。通过OM、SEM等手段观察了GH3625合金铸态及均匀化态组织、热挤压成形管材组织、爆裂管材组织及断口形貌,结合EDS分析,研究了GH3625合金管爆裂行为。结果表明,铸态管坯中存在较多的Laves相,经均匀化处理后Laves相和微观偏析基本消除;铸态管坯在热挤压过程中绝热升温导致Laves相回熔是造成管爆裂的主要原因;管爆裂的开裂方式为脆性断裂和韧性断裂相结合的准解理断裂,其中脆性断裂占主导地位。

GH536合金管材“白圈”现象原因分析

某钢铁研究所生产的Φ8.3 mm×2.3 mm的GH536合金管材在入厂复验时,发现管子外壁与基体组织有差异,表现在:管子外壁出现"白圈"现象。通过组织对比分析、不同固溶温度的热处理试验,结合管材的生产工艺流程,对"白圈"现象产生原因进行了分析。结果表明:管子"白圈"现象的产生是由于管坯在轧制过程中固溶温度低、保温时间短造成基体与外壁组织不均匀所致。