降Al提Cr对低膨胀Thermo-Span合金性能的影响

研究了改变Thermo-Span合金的Al,Cr含量对合金热膨胀系数、力学性能和650℃氧化性能的影响。当合金中Al含量由0.45%提高到1.5%,Cr含量由5.5%降低到3.0%,合金20～800℃的膨胀系数显著降低,650℃,600MPa的光滑持久性能由354h提高到597h,室温拉伸强度明显增大,650℃,100h氧化速率稍有提高。Al含量增加,γ′相析出增多。Cr含量较高时,氧化层和基体界面处的Cr浓度较高,提高了抗氧化性。降低Cr含量,提高Al含量,氧化层与基体界面处的Cr富集程度降低,Al的富集程度提高,合金的抗氧化性虽然有所降低,但幅度不大,仍保持为完全抗氧化级别。

Thermo-Span合金在650℃长期时效稳定性

对标准热处理和650℃长期时效下的低膨胀Thermo-Span合金的组织和性能进行观察和分析,结果表明:650℃时效1000 h后,合金块状和棒状Laves相无明显变化,但晶界析出相数量有所增加;晶内小条块状相聚集析出的区域更多,γ'相由约10 nm长大到约30 nm。合金的室温拉伸强度稍有下降,降幅约为8%,塑性基本不变;650℃拉伸强度降低约5%,塑性变化不大。合金的光滑持久寿命降低约41%,持久塑性明显提高,时效后合金仍无缺口敏感性。

P对低膨胀Thermo-Span合金650℃氧化行为的影响

利用热重分析法(TG)和扫描电子显微镜(SEM)研究了微量元素P对Thermo-Span合金650℃氧化行为的影响。结果表明,氧化增重遵循抛物线规律,氧化层分两部分,包括氧化外层和氧化过渡层。外层富Fe,Co,O元素,氧化过渡层富Nb,Al,Cr,O等元素,Fe,Co,O含量降低。0.001%磷合金表层氧化物主要为针状的Fe,Co氧化物,而0.023%磷含量合金表层氧化物则大部分为块状Co的氧化物,随磷含量增加,表层Fe元素含量降低。0.023%磷阻碍Fe元素向外迁移及氧的向内扩散,降低合金在650℃下的氧化速率,提高合金650℃的抗氧化性能。

高温长期时效对改型低膨胀Thermo-Span合金热稳定性和性能的影响

研究了高温时效对标准和改型Thermo-Span合金组织和持久性能的影响,在650℃时效1000 h,标准合金的晶内与晶界Laves析出相均发生了粗化,而改型合金的析出相形貌没有改变,当时效温度增高到680℃时,标准合金在时效500 h时,合金的析出相已经发生了严重的粗化,Laves相的形态由圆粒状变成条状,而改型合金的析出相没有变化,当时效到1000 h后,标准合金析出相已经完全粗化,析出相几乎布满了整个晶内,而改型合金晶界只有少量析出相开始发生粗化,经650℃时效1000 h后,改型合金具有较好的组织热稳定性,合金650℃/600 MPa的持久性能比标准合金高109 h。

P的分布形态对-种低膨胀高温合金持久性能的影响

制备不同P、Al、Cr含量的Thermo-Span合金,研究了磷对其持久性能的影响.结果表明,在1093℃固溶处理后,一种含磷相在合金的晶界和晶内析出;在1160℃固溶处理后,晶界上的含磷相消失,但是仍有少量在晶内析出.磷对合金持久性能的影响决定于其存在状态.当磷局部过度偏析而导致含磷相析出时,合金的持久寿命显著降低;当磷以原子态在局部适度偏聚时,合金的持久寿命显著提高.

光纤布喇格光栅的低温传感特性研究

为了解决光纤光栅在低温环境中的应用问题,该文从光纤布喇格光栅(FBG)的传感理论出发,通过深入分析了FBG在-60~25℃时热光系数和热膨胀系数的变化。采用2根未封装的FBG进行实验验证,得到了FBG在低温环境下的响应情况。研究结果表明,FBG在低温环境下具有良好的响应和重复性,这对FBG在低温环境中的应用具有重要指导意义。

680℃长期时效对改型Thermo-Span合金组织与性能的影响

研究了680℃长期时效对改型低膨胀Thermo-Span高温合金组织和性能的影响,结果表明,合金改型后,晶界Laves相析出形貌由原来的短棒状变为圆粒状转变,且数量增加。两种合金经680℃时效100h后,合金的组织形貌均没有改变;当时效500h后,标准合金晶内和晶界的组织开始粗化,短棒和块状Laves相向针状转变,而改型合金析出相几乎没有变化,时效时间增加到1000h后,标准合金的晶内和晶界Laves相迅速长大,针状相交织成网,呈魏氏组织分布,而改型合金组织粗化不明显。时效1000h后,改型合金的680℃/600MPa持久寿命达原合金的4倍以上,改型合金在680℃的组织性能稳定性大幅提高。

改型低膨胀Thermo-Span高温合金650℃的氧化行为

改型低膨胀Thermo-Span高温合金具有较低的热膨胀系数,通过减少Cr增加Al和加入微量B,显著提高了合金的综合力学性能。采用扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDAX)方法,研究改型低膨胀Thermo-Span合金在650℃的氧化机理,结果显示改型合金晶界析出含B化物,并促进晶界相析出,标准合金650℃氧化100h表面除有较多的Fe、Co氧化物还有大量的Fe氧化物生成,而改型合金表面氧化物主要为Fe、Co氧化物,改型合金次表层Cr和Al富集,使氧化速率降低,合金保持高的抗氧化性能。