NiCrAlY涂层与Ni3Al基单晶高温合金IC21基体互扩散行为研究

采用低压等离子喷涂技术在Ni3Al基单晶高温合金IC21基体上沉积NiCrAlY涂层.将样品在1150℃的恒定温度下进行200h的静态氧化,利用SEM、EDS、XRD及TEM表征涂层和基体在高温下互扩散后的微观结构和相组成,得到涂层与基体高温下的互扩散规律.结果表明:NiCrAlY涂层/IC21单晶在1150℃下静态氧化5h时出现了互扩散区(IDZ)和二次反应区(SRZ);随着氧化时间的延长,IDZ的厚度呈现逐渐增宽趋势,初始0~50h时IDZ厚度增率攀升较快,50~100h时增长有放缓趋势,100~200h时增速下降明显;NiCrAlY涂层/IC21单晶在1150℃下静态氧化后产生了两种不同取向的析出相,分别为针叶状和竹叶状,析出相成分均包含Re,Mo,Cr及Ni元素且成分相近,根据晶面间距计算得出该相为μ-TCP相,出现不同取向的原因为Re和Mo元素易在基体中形成局部过饱和,元素的差异使μ-TCP相优先沿着Re或者Mo含量较高的晶面生长,从而使μ相产生两种不同取向.

单晶Ni_3Al基高温合金微铣削表面粗糙度试验研究

为研究单晶高温合金的微铣削表面粗糙度,采用直径为0.8mm的双刃硬质合金微铣刀,对典型的单晶Ni3Al基高温合金IC10进行微尺度铣削的三因素五水平正交试验研究。通过极差分析找出主轴转速、进给速度、进给深度对微铣削表面质量影响的主次因素。通过优化获得理想的切削工艺参数组合,所获表面粗糙度为801nm。对其切削机理和影响表面质量的原因进行深入的分析,其结果对单晶高温合金的微加工理论的机理揭示具有一定的指导意义。

Ni_3Al基单晶合金IC21的微观组织及力学性能

针对高压涡轮导向叶片服役性能需求特点研发了一种低密度、低成本、高强度Ni3Al基单晶合金IC21.该合金的Re含量不大于1.5%,密度小于8.0 g/cm3.金相法测得合金的初熔温度约为1345℃.经过标准热处理后,IC21合金中γ'相分布均匀,体积分数为80%左右,尺寸约为420 nm,具有较高的γ'相立方化程度和排列有序度.IC21单晶合金在1100℃下抗拉强度为490 MPa,屈服强度为470 MPa,在1100℃,140 MPa条件下的持久寿命可达170.5 h,1150℃,100 MPa条件下的持久寿命可达110.0 h.IC21单晶合金具有良好的高温组织稳定性和较好的抗高温氧化性,1080℃长期热暴露后,没有拓扑密堆相析出,在1100和1150℃大气中100 h的氧化动力学曲线遵循抛物线规律,氧化增重速率分别为0.015和0.045 mg/(cm2·h).组织结构分析表明,该单晶合金的高温强度主要来源于高的γ'相含量、高的合金错配度和致密的界面位错网结构.γ'

一种高Mo强化Ni_3Al基单晶高温合金凝固特性的研究进展

与传统Ni基单晶高温合金相比,高Mo强化Ni_3Al基单晶高温合金具有富Al和富Mo的成分特征,即该合金具有低密度的优势。本文总结了该合金的凝固特性,并发现高Al的成分特征显著提高了平均液相扩散系数,即Ni_3Al基单晶高温合金的平均液相扩散系数为10^(-8)m^2/s数量级,比Ni基单晶高温合金高1~2个数量级。同时,高Al和高Mo的成分特征决定了合金具有枝晶间初生γ'相和富Mo相的末期凝固行为,这与Ni基单晶高温合金的枝晶间析出物(γ/γ'共晶和γ'相)明显不同,但高Al和高Mo的成分特征对凝固特征温度的影响较小。Mo在凝固时显著偏析于未凝固的液相,该偏析行为将降低高Mo强化单晶高温合金的雀斑形成倾向。合金凝固特性的研究将为单晶制备工艺与工程应用奠定基础。

镍基单晶超合金Ni/Ni_3Al晶界的分子动力学模拟

在镍基单晶超合金中 ,由于单晶Ni的晶格常数比单晶Ni3 Al的稍小 ,在Ni Ni3 Al晶界面上必然要出现错配 .采用分子动力学模拟了镍基单晶超合金的Ni Ni3 Al晶界的结构 ,考虑了两个不同的初始模型 ,并进行了分子动力学弛豫 .弛豫的结果均表明 :由于晶格的差异形成的错配能不是通过长程晶格错配的方式来释放 ,而是通过在局部区域形成位错的方式释放的 .由于Ni3 Al相周围Ni相环境的不同 。