航空发动机高温材料的研究现状

概述了航空发动机高温材料的研究现状,指出在进一步挖掘传统高温合金潜力的基础上,应加快陶瓷基复合材料、碳/碳复合材料等新型高温材料的研究。

爆炸固结法制备MoSi_(2P)/Nb高温复合材料的开发研究

采用爆炸固结法制备MoSi2P/Nb高温复合材料,并对其微观组织及力学性能进行研究。结果表明:爆炸固结法制备的MoSi2P/Nb复合材料有三种组织形貌,由外至里逐渐致密,心部能量汇聚产生熔化,出现铸态组织。随λ值的增加,MoSi2P/Nb复合材料的致密性增加,相对密度高达95.4%。同时,复合材料的压缩强度也随λ值的增加逐渐提高。研究表明:爆炸固结法可用于制备MoSi2P/Nb高温复合材料。

等温锻造用模具材料的国内外研究发展状况

综述了不同温度范围内使用的等温锻造模具材料,对它们的使用情况和优缺点进行了讨论,分析了高强、难变形涡轮盘和粉末盘材料用高温合金以及金属间化合物,如TiAl等,形变对等温锻造模具材料的需求,并根据我国国情提出了1050℃以上使用的等温锻造模具材料的发展思路。

烧结温度对SiO_2-ZrO_2体系陶瓷型芯材料性能影响研究

采用传统的热压铸工艺制备可快速脱芯的定向、单晶空心涡轮叶片用S iO2-ZrO2体系陶瓷型芯材料,研究结果表明,该材料随烧结温度从1150℃增加到1200℃,收缩率变大,当烧结温度超过1200℃时,烧结收缩增加显著,1200℃烧结的陶瓷型芯晶粒发育比较完善,主要相组成为非晶S iO2、方石英、ZrO2,其综合性能最佳,室温强度可达42.9 MPa,1550℃具有较好的抗高温变形性和优异的高温强度,高温变形为0.1mm,高温强度可达27.9MPa,开气孔率可达30.4%,体积密度为1.92g/cm3,烧结收缩率仅为0.4%,方石英析出量20%左右,能够满足我国航空发动机高温合金空心涡轮叶片的浇注要求。

Cr与B对镍基高温钎料在C_f/SiC陶瓷基复合材料上润湿性的影响

研究了Cr和B元素对镍基高温钎料在3D-Cf/SiC陶瓷基复合材料上的润湿性的影响。试验结果发现,在真空度小于10-3Pa,工作温度1 100℃,保温时间10 min条件下,当钎料中的Cr元素含量为15%,B元素含量为0.6%时,镍基钎料在Cf/SiC上的润湿角为10°,然而B元素含量增加到2.4%后,润湿角增大到62°,表明钎料中的元素B降低钎料在Cf/SiC上的润湿性。钎料中的活性元素Cr对润湿有重要影响。镍基钎料在Cf/SiC上的润湿过程属于反应润湿,润湿界面生成多种碳化物和硅化物。采用扫描电镜与能谱仪分析界面的微观结构与成分,通过X射线衍射仪检测界面产物。

定向/细晶双性能整体叶盘材料K447合金的显微组织研究

研究定向/细晶双性能叶盘材料K447镍基高温合金的显微组织。结果表明,K447合金成分均匀,组织稳定性好,定向柱晶K447合金和等轴晶K447合金都具有优异的力学性能,可用于制作定向/细晶双性能整体叶盘。

爆炸固结法制备MoSi_(2p)/Nb复合材料的铸态组织研究

主要通过扫描电镜研究了爆炸固结法制备的MoSi2p Nb复合材料铸态组织。结果表明 ,爆炸固结瞬间 ,由于冲击波能量汇聚产生铸态组织。爆炸固结过程中 ,冲击波能量在粉末颗粒中分布不平衡 ,造成爆炸固结过程中形成液相数量不同 ,导致在最终爆炸固结试样中形成不同的微观组织形貌。粉末在冲击波作用下表现出粉末颗粒效应。由于爆炸固结后熔融液体的冷却速度极快 ,MoSi2p Nb复合材料中存在轻微偏析现象 ,并存在枝晶结构。

DD5镍基单晶高温合金缓进磨削力和温度实验研究

涡轮叶片榫齿缓进磨削过程热力载荷效应对成型表面质量具有重要影响。基于实验研究磨削参数对DD5单晶高温合金磨削力和温度的影响规律,分析缓进磨削力和温度形成机理,构建DD5缓进磨削力、温度与磨削工艺参数的映射模型并进行验证。结果表明:DD5缓进磨削深度对磨削力和磨削温度的影响最为显著,砂轮线速度次之,工件进给速度对其影响最小;随着砂轮线速度的增大,磨削力降低、磨削温度升高;随着工件进给速度和磨削深度的增大,磨削力和磨削温度均呈升高趋势;满足材料去除速率的前提下提高工件进给速度并降低磨削深度,可以避免DD5磨削表面出现较大的磨削热力耦合影响层。

DD9镍基单晶高温合金的缓进给磨削烧伤实验

针对第三代单晶高温合金DD9磨削烧伤问题,设计三因素五水平实验,从表面形貌、显微硬度和显微组织等角度出发,研究磨削工艺参数对烧伤的影响规律。结果表明:当工件进给速度小于等于250 mm/min时,磨削表面粗糙度Ra在0.8μm左右小幅度变化,表面质量较好;当工件进给速度大于250 mm/min,磨削深度超过1.0 mm后,磨削区域温度急剧上升,磨削纹路被破坏,出现涂覆、凹坑等磨削缺陷,工件表面发生烧伤;DD9合金缓进给磨削工件表面及表层均表现为加工硬化,显微硬度为400~600 HV,硬化层深度在50~110μm,塑性变形层厚度为1~10μm。推荐的DD9磨削工艺参数组合为:砂轮线速度vs=20 m/s,进给速度vw=250 mm/min,磨削深度ap=0.6 mm。

高Cr铸造镍基高温合金K4648凝固行为的研究

采用等温凝固淬火工艺与差热扫描量热相结合的方法对高Cr铸造镍基高温合金K4648的凝固过程进行研究,得到合金在不同温度下的等温凝固组织、相析出顺序图和凝固特性曲线。结果表明:K4648合金的液相线温度为1340℃,由DSC确定的宏观固相线(3.1%残余液相,体积分数,下同)和等温凝固法确定的微观固相线(0.5%残余液相)温度分别为1248和1180℃。K4648合金固、液相线温度范围内的初生相主要为MC碳化物和α-Cr相,它们的析出温度分别为1310和1190℃。初生α-Cr相固溶30%(原子分数)以上的Ni,显微硬度是基体的3倍,是一种脆性相。凝固过程中Cr的严重枝晶间偏析促进了该相的形成,初生α-Cr相在铸造过程中应加以控制。

DD6单晶高温合金760℃的蠕变性能研究

研究了[001]、[011]和[111]取向760℃不同应力条件下的第二代单晶高温合金DD6的拉伸蠕变性能。结果表明:DD6合金具有明显的拉伸蠕变性能各向异性;在相同的试验条件下,蠕变寿命以[111]、[001]、[011]顺序依次减小;不同取向的稳态蠕变速率不同;三个取向的基体通道类型不同,不同类型基体通道的应力大小不一,小应变量下的蠕变变形主要集中在应力水平较高的基体通道。

铼在单晶高温合金中强化机理的研究现状

综述了国内外铼在单晶高温合金中强化机理的研究现状。基于对过去研究工作的总结,分析了铼强化单晶高温合金可能存在的主要原因,并指出了为发展新型低成本高性能单晶合金需要开展的铼强化机理的研究方向。

DD6单晶高温合金980℃蠕变性能研究

研究了第二代单晶高温合金 DD6的 [0 0 1],[0 11]和 [111]取向 980℃不同应力条件的拉伸蠕变性能。结果表明 ,DD6合金的蠕变性能良好 ,并具有蠕变各向异性 ;与 [0 11]和 [111]取向相比 ,应力对 [0 0 1]取向的合金蠕变寿命影响较小 ;蠕变过程中由于晶体转动 [0 0 1]结晶取向与主应力轴方向偏离度逐渐减小 ,而 [0 11]和[111]结晶取向与主应力轴方向偏离度有所增加 ;[0 0 1]取向的合金加工硬化倾向性较大 ,[0 11]和 [111]取向的合金加工硬化倾向较小。

高温合金特种铸造技术——喷射铸造的研究和发展

喷射铸造高温合金具有成分均匀、无宏观偏析、晶粒与组织细小等快速凝固组织特征,同时它的热塑性和力学性能得到改善.综合评述了高温合金喷射铸造技术的国内外研究与应用情况及其发展方向.

氩气雾化制备高温合金粉末的研究

通过对氩气雾化高温合金粉末的制备研究,讨论了粉末的组织、形貌等同制备工艺的关系。结果表明:AA高温合金粉末以球形为主,具有较高的细粉收得率,小于100μm的粉末达到90%以上。粉末氧含量较低,且随着粉末粒度的变小,氧含量有所增加,粉末中含有极少量的空心粉,随着粉末粒度的减小,粉末空心粉数量不断减少,粉末表面也由枝晶组织逐渐过度为胞状晶组织,夹杂主要为非金属氧化物夹杂,含量较少。

第二代定向高温合金DZ406的长期时效研究

研究了二代定向合金DZ406在900℃和980℃无载荷时效处理后的组织及性能变化。组织基本稳定,3000h后枝晶干区域有微量针状相出现,根据萃取结果为μ相,但并未使性能大幅下降;而980℃,1000h时效后未发现针状相的析出。900℃时效中,γ′在1500h前没有明显变化,2000h后γ′开始长大,3000h后呈条状分布。时效后,均有次生碳化物析出,包括枝晶间粒状富Hf的MC(2),晶界上条块状MC,不规则的M6C及链状M23C6。760℃/780MPa的持久寿命随时效时间的延长先提高后下降;870℃/517MPa的持久寿命则逐渐下降,并在3000h后下降了50%左右。980℃和1100℃的持久寿命随时效时间延长下降幅度相对较小,尤其是980℃的持久寿命在3000h后只下降了17.8%。

单晶高温合金/Al_2O_3型壳界面行为研究

采用直接浇注法制备金属型壳界面行为试样,其金属为单晶高温合金DD3、DD6,型壳为Al2O3。通过金相显微镜、扫描电镜及能谱分析对试样表面进行研究。结果表明,采用Al2O3型壳铸造出的DD3、DD6单晶铸件外表面光洁,Al2O3型壳可用于DD3、DD6单晶高温合金的熔模铸造工艺。

一种含铼和碳的镍基单晶高温合金显微组织的研究

研究了一种含铼和碳的镍基单晶高温合金的铸态和热处理态的显微组织。结果表明:合金铸态组织中枝晶干和枝晶间区域的γ'相呈近立方状,枝晶间区域析出了少量的共晶相和MC型碳化物;合金经固溶处理后,共晶相完全消除,显微偏析得到明显改善。经标准热处理后,枝晶干和枝晶间的γ'相立方度提高,枝晶干区域γ'相的体积分数和尺寸都小于枝晶间区域的,其体积分数和尺寸分别为61%,0.32μm和68%,0.41μm,而碳化物的形貌和尺寸无明显变化。合金经1095℃/100h处理后,枝晶干析出了一定量富集Re和W的TCP相。

改进DD3单晶高温合金热处理工艺的研究

对DD3合金进行差热分析和物理化学相分析，并依据该结果确定了改进的热处理工艺。研究了该热处理工艺对DD3合金的组织及性能的影响。试验结果表明，改进的热处理工艺改善了组织均匀性，增大了γ’平均尺寸，改善了γ’尺寸分布范围，同时提高了γ’含量，特别是大尺寸γ’相含量，从而显著提高了DD3合金760～1038℃的蠕变性能。

热等静压处理对IN792材料组织和持久性能的影响

本文研究了热等静压处理对IN792材料组织和持久性能的影响。结果表明,IN792材料经1180℃/150 MPa热等静压处理后显微疏松完全闭合。与直接热处理样品相比,热等静压处理后样品中的共晶含量减少;枝晶干处γ'相的体积分数和尺寸增大,分别由34%,0.4μm增大至42%,0.56μm。760℃/655 MPa和870℃/365 MPa条件下持久性能测试表明,热等静压处理均显著提高了材料的持久寿命。