GH4169高温合金过冷度对其摩擦磨损性能的影响

目前,鲜见关于过冷度对GH4169高温合金摩擦磨损性能的研究报道。采用复合熔盐净化法对GH4169高温合金进行过冷处理。采用光学显微镜分析过冷合金凝固组织的演化规律,采用硬度计测量其硬度;利用球-盘干摩擦磨损试验研究了不同过冷度下GH4169高温合金的摩擦系数和磨损机理,采用扫描电镜及能谱仪分析其磨损形貌及成分。结果表明:在小过冷度范围内(10 K≤△T<63 K),摩擦系数随着过冷度的增大先增大后减小;在中等过冷度范围内(63 K≤△T<90 K),摩擦系数随过冷度的增大而增大;在大过冷度范围内(90 K≤△T<250 K),摩擦系数随过冷度的增大而减小;过冷GH4169高温合金的磨损机制也分为3个阶段,前期以磨粒磨损为主,中期由接触疲劳磨损向黏着磨损转变,后期为黏着磨损和氧化磨损的竞争机制。

利用原位观察技术测定TC4钛合金的疲劳裂纹扩展门槛值

针对目前金属材料疲劳裂纹扩展门槛值测定中存在的测定周期长、试样尺寸较大以及单位周次裂纹扩展长度测量误差较大等问题,采用扫描电镜原位观察技术测定了TC4钛合金的疲劳裂纹扩展门槛值,即通过扫描电镜对裂纹扩展长度的实时精确测定实现快速获得材料的疲劳裂纹扩展门槛值。结果表明:利用该方法测得的TC4钛合金的疲劳裂纹扩展门槛值与已报道的数据基本一致,并且具有快速简便等优点,表明该方法可以用来测定金属材料的疲劳裂纹扩展门槛值。

喷射成形工模具钢沉积坯中冶金缺陷计算分析及其消除

用有限元方法计算分析了喷射成形工模具钢沉积坯内部疏松等冶金缺陷的成因,并计算、验证了热等静压或锻轧等热加工消除内部缺陷的过程。研究表明,喷射成形工模具钢沉积坯粥状层补缩不足和冷却收缩产生的热应力是造成坯体中疏松等冶金缺陷的重要原因。热等静压采用的温度为1 170℃,锻造加工温度也能达到1 150℃,在这样温度下,工模具钢表现出一定的塑性,高温高压的热加工过程,对材料内部的冶金缺陷起到了一定的弥和作用。试验结果表明,经历热加工过程后的工模具钢内部的冶金缺陷明显减少。热等静压或锻轧等热加工可有效减少喷射成形工模具钢坯体内部的疏松等缺陷,热锻、热轧是消除沉积坯内部冶金缺陷的重要方法。另外,与Ar气相比,采用N2做雾化气体的喷射成形工模具钢沉积坯,由于高温下气体和合金元素的反应,沉积坯内部的含气式疏松很少。因此,采用N2喷射成形制备的工模具钢经热加工后,沉积坯密度更接近理论密度。

铸态TiAl-Nb合金的组织结构与蠕变性能

通过蠕变性能测试和组织形貌观察,研究了铸态TiAl-Nb合金在近890910℃温度区间的蠕变行为。结果表明,铸态TiAl-Nb合金的组织结构主要由层片状γ/α2两相组成,不同取向γ/α2两相层片状组织之间存在不规则锯齿状形态的晶界,该锯齿状非层片晶界由单一γ相组成。在高温蠕变期间,合金具有较好的蠕变抗力和较长的蠕变寿命;合金在蠕变期间的变形机制是大量位错以位错列的形式剪切层片状γ/α2两相,其中,大量位错在基体中滑移,发生反应可形成位错网,可促进位错的攀移,减缓应力集中,改善合金的蠕变抗力。与α2-Τi3Al相比,γ-TiAl相有较弱的强度。因此,蠕变期间合金中的裂纹易于在与应力轴呈45°角、且与层状结构相平行的晶界处萌生与扩展,直至蠕变断裂是合金在蠕变期间的断裂机制;其中,与层状结构相平行的断口呈光滑表面,而与层状结构呈一定角度的断裂表面存在撕裂棱,为较高强度的α2-Ti3Al相阻碍裂纹扩展所致。