P元素对GH4738合金高温性能影响的机理

1

作者 刘慧鑫 马亚芬 +3 位作者 荣义 罗志强 曲敬龙 张麦仓 《航空材料学报》 北大核心 2025年第2期37-44,共8页

以不同P元素含量的GH4738合金为研究对象,利用扫描电镜、透射电镜、EBSD技术以及分子动力学模拟研究高温持久载荷下不同P含量对GH4738合金持久性能的影响机理。持久实验表明,P添加量从0.004%(质量分数,下同)增加至0.0091%时,合金的持久... 以不同P元素含量的GH4738合金为研究对象,利用扫描电镜、透射电镜、EBSD技术以及分子动力学模拟研究高温持久载荷下不同P含量对GH4738合金持久性能的影响机理。持久实验表明,P添加量从0.004%(质量分数,下同)增加至0.0091%时,合金的持久寿命增加;继续添加P元素,合金持久性能下降。微观分析及分子动力学模拟结果表明,P倾向偏聚于晶界,可以增加晶界的内聚力及结合能,同时与晶界碳化物共同影响GH4738合金的持久性能。P元素含量从0.004%增加至0.0091%时,晶界析出的M_(23)C_(6)碳化物由少量且离散分布的状态逐渐增加并呈不连续链状分布,持久变形时晶界碳化物对位错的钉扎作用增强,能有效地抑制位错运动,此时合金的持久性能较高。但当P含量进一步增加至0.019%时,晶界M_(23)C_(6)碳化物有连接成片的趋势,合金持久性能降低。 展开更多

关键词 P元素 GH4738合金 持久性能

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应用多元非线性回归方法建立FGH95合金的本构关系 被引量：9

2

作者 张麦仓 罗子健 曾凡昌 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第1期20-22,共3页

通过等温恒应变速率压缩实验，按最小二乘法原理，采用多元非线性回归方法，建立了ＦＧＨ９５合金的本构关系。与多元线性回归结果对比表明，应用非线性回归方法建立的本构关系精度较高，物理意义明确。本文所用建立本构关系的方法具有... 通过等温恒应变速率压缩实验，按最小二乘法原理，采用多元非线性回归方法，建立了ＦＧＨ９５合金的本构关系。与多元线性回归结果对比表明，应用非线性回归方法建立的本构关系精度较高，物理意义明确。本文所用建立本构关系的方法具有适用性，可用于其它工程材料。 展开更多

关键词 合金 多元非线性回归 高温合金 镍基

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超超临界电站用Inconel 740镍基合金的组织稳定性及其改型研究 被引量：52

3

作者 谢锡善 赵双群 +1 位作者 董建新 张麦仓 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第8期638-643,共6页

利用微观组织分析和化学相分析的综合方法研究了超超临界电站锅炉过热器管材用镍基高温合金Inconel 740在服役温度范围长期时效下的组织稳定性,并基于热力学模拟计算对合金的成分进行调整和改型.结果表明:合金的组织不稳定性主要表现在... 利用微观组织分析和化学相分析的综合方法研究了超超临界电站锅炉过热器管材用镍基高温合金Inconel 740在服役温度范围长期时效下的组织稳定性,并基于热力学模拟计算对合金的成分进行调整和改型.结果表明:合金的组织不稳定性主要表现在高温时强化相γ′相急剧长大、晶内和晶界η相以及晶界G相的形成;通过调整Al、Ti含量和降低Si含量研制了改型合金,改型合金γ′相的稳定温度得到提高,在750℃和800℃长达5 000 h时效后晶界没有出现η相和G相,表现出良好的组织稳定性. 展开更多

关键词 镍基高温合金 INCONEL 740 组织稳定性 析出相 改型

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双金属热轧复合的界面结合影响因素及结合机理 被引量：33

4

作者 焦少阳 董建新 +1 位作者 张麦仓 郑磊 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期59-62,共4页

在综合了不同材料热轧复合的实验基础上,分析了双金属热轧复合过程中不同工艺条件对结合质量的影响。结果表明:轧制前清除材料表面的覆盖膜有助于轧制过程中形成结合点;轧制过程中适当的轧制温度和轧制压下量能大量消除轧制过程中在金... 在综合了不同材料热轧复合的实验基础上,分析了双金属热轧复合过程中不同工艺条件对结合质量的影响。结果表明:轧制前清除材料表面的覆盖膜有助于轧制过程中形成结合点;轧制过程中适当的轧制温度和轧制压下量能大量消除轧制过程中在金属表面形成的氧化膜,从而使组元材料能形成机械结合;在热烧结过程中,原子通过界面扩散可以消除轧制过程中由于界面微观不平整形成的空洞,同时通过原子间的相互作用使组元材料间形成冶金结合。依据固相结合理论分析得出,双金属热轧复合的界面结合过程包括:金属间物理接触形成机械结合阶段,原子通过化学作用形成化学键及通过界面扩散消除空洞的冶金结合阶段,以及互扩散阶段。 展开更多

关键词 双金属 热轧复合 机械结合 冶金结合

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800℃以上服役涡轮盘用难变形镍基高温合金研究进展 被引量：39

5

作者 江河 董建新 +1 位作者 张麦仓 姚志浩 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2021年第1期62-73,共12页

大推重比航空发动机涡轮盘需在更高温度下服役,为满足更高温度服役航空发动机涡轮盘材料的需求,在新合金的发展过程中合金化程度和γ′相含量逐渐提高。其中GH4151、GH4175和GH4975合金是800℃以上服役变形高温合金的典型代表。对难变... 大推重比航空发动机涡轮盘需在更高温度下服役,为满足更高温度服役航空发动机涡轮盘材料的需求,在新合金的发展过程中合金化程度和γ′相含量逐渐提高。其中GH4151、GH4175和GH4975合金是800℃以上服役变形高温合金的典型代表。对难变形高温合金国内外的发展趋势、3种典型合金的特征和发展过程进行了概述,并对难变形高温合金制备过程中开坯工艺和超塑性等问题进行了探讨。为充分发挥800℃以上服役高相含量难变形高温合金的优势和作用,需对合金成分设计特点、组织特性、热变形和超塑性变形过程中相的作用机制等方面开展相应的理论研究工作。 展开更多

关键词 变形高温合金 难变形 开坯工艺 超塑性 高γ′相含量

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镍基粉末高温合金中夹杂物导致裂纹萌生和扩展行为的研究 被引量：11

6

作者 曾燕屏 张麦仓 +2 位作者 董建新 张丽娜 谢锡善 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期10-13,17,共5页

采用扫描电镜原位拉伸和原位疲劳的方法,跟踪观察了人工植入Al2O3夹杂物的镍基粉末高温合金P/MRene95中夹杂物导致裂纹萌生、扩展乃至断裂的过程,结果表明,无论是在单轴拉伸还是低周疲劳实验中,裂纹均首先萌生于脆性非金属夹杂物Al2O3处... 采用扫描电镜原位拉伸和原位疲劳的方法,跟踪观察了人工植入Al2O3夹杂物的镍基粉末高温合金P/MRene95中夹杂物导致裂纹萌生、扩展乃至断裂的过程,结果表明,无论是在单轴拉伸还是低周疲劳实验中,裂纹均首先萌生于脆性非金属夹杂物Al2O3处,大于一定尺寸的夹杂物,还会使该裂纹扩展成为导致合金断裂的主裂纹,从而大大降低合金的屈服强度、断裂强度及低周疲劳寿命。 展开更多

关键词 镍基粉末高温合金 夹杂物 裂纹萌生和扩展 断裂

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粉末高温合金中非金属夹杂物问题的研究进展 被引量：20

7

作者 张丽娜 张麦仓 +1 位作者 李晓 谢锡善 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 2001年第3期64-68,共5页

总结了国内外粉末高温合金中非金属夹杂物的研究概况 ,包括非金属夹杂物特性的研究 ,夹杂物的存在对粉末高温合金力学性能的影响 ,以及解决夹杂物问题的各种措施方法的研究进展。

关键词 粉末高温合金 非金属夹杂物 力学性能 低周疲劳寿命 航空材料

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GH586高温合金析出相的热力学模拟计算 被引量：12

8

作者 董建新 李昂 张麦仓 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第9期7-10,共4页

利用热力学计算软件Thermo-Calc与相应的Ni基高温合金数据库,从热力学角度通过计算最小吉布斯自由能,得到GH586合金可能析出的平衡相,并预测化学成分对析出相的影响,分析各相的析出规律,为挖掘合金组织潜力和改善合金使用性能提供理论... 利用热力学计算软件Thermo-Calc与相应的Ni基高温合金数据库,从热力学角度通过计算最小吉布斯自由能,得到GH586合金可能析出的平衡相,并预测化学成分对析出相的影响,分析各相的析出规律,为挖掘合金组织潜力和改善合金使用性能提供理论依据。 展开更多

关键词 GH586高温合金 析出相 最小吉布斯自由能 平衡相 数据库

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真空自耗电弧重熔凝固过程的计算机模拟 被引量：7

9

作者 王宝顺 董建新 +1 位作者 张麦仓 郑磊 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期81-84,90,共5页

真空电弧重熔(Vacuum Arc Remelting,VAR)工艺参数显著影响铸锭质量,采用计算机模拟技术可以有效预测各种工艺参数对铸锭凝固过程的影响。本工作介绍了国外对VAR工艺中计算机模拟熔池形状、流场、温度场及铸锭微观组织演化的最新进展。... 真空电弧重熔(Vacuum Arc Remelting,VAR)工艺参数显著影响铸锭质量,采用计算机模拟技术可以有效预测各种工艺参数对铸锭凝固过程的影响。本工作介绍了国外对VAR工艺中计算机模拟熔池形状、流场、温度场及铸锭微观组织演化的最新进展。其模拟结果和实验值具有较高的吻合度。 展开更多

关键词 真空电弧重熔 VAR 凝固 计算机模拟

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耐蚀合金/碳钢热等静压扩散焊接反应层元素互扩散规律研究 被引量：7

10

作者 焦少阳 董建新 +1 位作者 张麦仓 谢锡善 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期10-16,共7页

利用动力学软件Dictra中的单相扩散模型模拟计算耐蚀合金与碳钢热等静压扩散焊接结合界面附近的元素浓度分布,并根据热力学相图计算建立获得扩散反应层内微观组织与界面元素浓度分布之间的关系。计算结果表明：该模拟方法能够准确描述... 利用动力学软件Dictra中的单相扩散模型模拟计算耐蚀合金与碳钢热等静压扩散焊接结合界面附近的元素浓度分布,并根据热力学相图计算建立获得扩散反应层内微观组织与界面元素浓度分布之间的关系。计算结果表明：该模拟方法能够准确描述热等静压扩散焊接过程中的元素浓度分布规律,同时能够预测扩散反应层内的微观组织变化。在此基础上,利用这一模型计算得出温度和时间对扩散焊接过程中元素互扩散规律的影响,结合元素扩散距离与界面结合质量之间的关系,得到耐蚀合金与碳钢可以实现界面良好结合的工艺条件：1050℃/200MPa/2.5-3h,1100℃/200MPa/1h,1150℃/200MPa/0.5h等。 展开更多

关键词 热等静压 扩散焊接 结合界面 扩散距离

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发展高稳定性718合金的热力学模拟计算 被引量：9

11

作者 付书红 董建新 +1 位作者 张麦仓 谢锡善 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期8-13,共6页

利用Thermo-Calc热力学计算软件和与之相应的镍基高温合金数据库,计算了碳、铝、钛、铌和钨成分改变时对718合金中平衡相的析出规律影响,并预测了平衡相的化学成分,以期为发展高稳定性718合金提供理论依据。

关键词 热力学计算 718合金 析出相

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Inconel 600及Inconel 718合金晶界偏聚研究进展 被引量：5

12

作者 郑磊 董建新 +1 位作者 张麦仓 孟烨 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第19期67-70,74,共5页

高温合金中的溶质晶界偏聚是影响合金多方面性能的重要因素。以高温合金Inconel 600和Inconel 718为研究对象,总结了合金中溶质晶界偏聚的研究现状,并对已有的研究成果进行了深入分析,结果发现:溶质在Inconel 600合金中的偏聚规律对合... 高温合金中的溶质晶界偏聚是影响合金多方面性能的重要因素。以高温合金Inconel 600和Inconel 718为研究对象,总结了合金中溶质晶界偏聚的研究现状,并对已有的研究成果进行了深入分析,结果发现:溶质在Inconel 600合金中的偏聚规律对合金性能的影响还需要进一步研究晶界偏聚特性、基本物理参量以及晶间腐蚀抗力的作用;溶质在Inconel 718合金中的晶界偏聚对合金性能的影响依然有待于进一步研究其作用机理、偏聚动力学和共偏聚特性。同时,指出今后高温合金中溶质晶界偏聚的研究方向为溶质晶界偏聚动力学以及溶质间晶界共偏聚行为。 展开更多

关键词 高温合金 溶质 晶界偏聚 INCONEL 600 INCONEL 718

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汽车增压器涡轮用铸造高温合金热裂研究进展 被引量：10

13

作者 石照夏 董建新 张麦仓 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期91-96,共6页

采用高温合金浇注汽车增压器涡轮时,叶片极易产生热裂,热裂的存在严重影响了铸造高温合金在增压涡轮上的使用。介绍了几种目前国内广泛使用的汽车增压器涡轮用铸造高温合金,对铸件热裂的形成机理进行了综述,重点探讨了铝、钛、碳、锆和... 采用高温合金浇注汽车增压器涡轮时,叶片极易产生热裂,热裂的存在严重影响了铸造高温合金在增压涡轮上的使用。介绍了几种目前国内广泛使用的汽车增压器涡轮用铸造高温合金,对铸件热裂的形成机理进行了综述,重点探讨了铝、钛、碳、锆和铪等元素对铸造高温合金热裂倾向性的影响。综述了合金凝固方式和铸型性质、浇注条件、铸件结构、浇注系统等铸造工艺参数对热裂的影响,并提出了防止热裂产生的措施。 展开更多

关键词 汽车增压器涡轮 铸造高温合金 热裂

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组织特征对GH864合金裂纹扩展行为的影响 被引量：3

14

作者 董建新 张麦仓 +2 位作者 郑磊 胡尧和 谢锡善 《中外能源》 CAS 2008年第A01期24-29,共6页

通过组织分析试验、裂纹扩展速率试验和断口形貌分析手段,研究了GH864合金的微观组织及裂纹扩展行为,比较了不同组织状态下合金的裂纹扩展速率,并用Paris公式对裂纹扩展速率的结果进行了描述。结果表明:处理后合金的裂纹扩展速率都明显... 通过组织分析试验、裂纹扩展速率试验和断口形貌分析手段,研究了GH864合金的微观组织及裂纹扩展行为,比较了不同组织状态下合金的裂纹扩展速率,并用Paris公式对裂纹扩展速率的结果进行了描述。结果表明:处理后合金的裂纹扩展速率都明显降低;粗晶组织能显著降低合金的裂纹扩展速率;晶界析出相对裂纹扩展速率有较大作用,而强化相大小尺寸γ′相对裂纹扩展速率影响不明显。 展开更多

关键词 GH864合金 裂纹扩展速率 显微组织 断口分析

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GH4169合金双锥实验组织模拟与验证研究 被引量：2

15

作者 韦家虎 董建新 +3 位作者 喻健 付书红 姚志浩 张麦仓 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期70-74,共5页

建立了综合考虑变形参数、温升、冷速等交互作用的GH4169合金热变形组织演化预测模型及计算流程,同时,采用外廓尺寸约为200mm×160mm的双锥形试样为研究对象,在980,1020,1060,1120℃温度下进行锻造的组织演变模拟计算和验证实验... 建立了综合考虑变形参数、温升、冷速等交互作用的GH4169合金热变形组织演化预测模型及计算流程,同时,采用外廓尺寸约为200mm×160mm的双锥形试样为研究对象,在980,1020,1060,1120℃温度下进行锻造的组织演变模拟计算和验证实验。结果表明:采用的双锥形试样能够较好地符合零件锻造的实际状态,建立的组织预测模型是合理可行的,能够实现合金锻造过程的组织模拟。 展开更多

关键词 GH4169合金 热变形 组织演化模型

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细晶铸造K4169合金微观组织对力学性能的影响 被引量：2

16

作者 韦家虎 董建新 +2 位作者 张麦仓 曾燕屏 赵京晨 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期25-28,共4页

比较细晶铸造工艺和普通铸造工艺获得的K4169合金的组织和力学性能,借助于光学显微镜、扫描电镜、能谱仪等手段,分析两种工艺所获得的合金的金相组织、断口形貌以及组织中相成分,并探究两种工艺获得的合金组织对力学性能的影响。结果表... 比较细晶铸造工艺和普通铸造工艺获得的K4169合金的组织和力学性能,借助于光学显微镜、扫描电镜、能谱仪等手段,分析两种工艺所获得的合金的金相组织、断口形貌以及组织中相成分,并探究两种工艺获得的合金组织对力学性能的影响。结果表明:用热控法获得的K4169细晶合金,细晶铸造组织为细小均匀的等轴晶,且组织中Laves相和δ相的数量比普通铸造获得的合金少很多,碳化物数量略多;细晶铸造K4169合金在不同温度下,其拉伸强度、屈服强度比普通铸造要高,塑性稍低;持久强度却有很大的提高,是普通铸造的3.5倍左右,细晶铸造K4169合金具有良好的强度和韧性等综合力学性能。 展开更多

关键词 细晶铸造 K4169 力学性能 微观组织

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TC11合金热变形特性及变形参数对组织的影响 被引量：3

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作者 毕中南 张麦仓 +2 位作者 周世杰 张瑞 佟琦 《航空制造技术》 2009年第10期77-81,86,共6页

通过热模拟压缩试验,分析了TC11合金的高温变形特性及不同变形参数下的组织演化规律,用非线性回归方法建立了TC11合金Kumar型材料的本构关系,得出了TC11合金的高温流变曲线基本呈流变软化特征的结论;最后应用MSC/Autoforge软件对TC11合... 通过热模拟压缩试验,分析了TC11合金的高温变形特性及不同变形参数下的组织演化规律,用非线性回归方法建立了TC11合金Kumar型材料的本构关系,得出了TC11合金的高温流变曲线基本呈流变软化特征的结论;最后应用MSC/Autoforge软件对TC11合金某型号涡轮盘的等温锻造工艺进行了模拟式工艺设计,验证了TC11合金材料本构关系的工程适用性。 展开更多

关键词 钛合金 热变形 组织演化

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"黑斑"形成机理及判据 被引量：1

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作者 董建新 张麦仓 曾燕屏 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期1-5,共5页

对多组元复杂体系(尤其是高温合金体系)在凝固过程中形成的通道偏析即黑斑的研究现状进行了评述,包括黑斑的存在方式、影响因素和物理特征等。在此基础上,对黑斑的形成机制、有关黑斑的判据及存在的问题进行了探讨。对多元复杂体系黑斑... 对多组元复杂体系(尤其是高温合金体系)在凝固过程中形成的通道偏析即黑斑的研究现状进行了评述,包括黑斑的存在方式、影响因素和物理特征等。在此基础上,对黑斑的形成机制、有关黑斑的判据及存在的问题进行了探讨。对多元复杂体系黑斑的准确表征及合理判据提供研究基础。 展开更多

关键词 凝固过程 高温合金 黑斑 偏析 判据 形成机理 评述 复杂体系 表征 通道

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高温合金CT试样裂纹前沿应力分布及第二相影响的模拟计算

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作者 董建新 张麦仓 +1 位作者 曾燕屏 谢锡善 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第10期26-28,共3页

利用有限元方法分析了IN718合金CT试样裂纹区域的应力应变分布、裂纹尖端应力强度因子及第二相状态对它的影响,计算结果与实测数据基本一致,表明采用有限元方法研究含裂纹体构件的蠕变行为是一种较好的研究手段。通过计算认为,IN718合... 利用有限元方法分析了IN718合金CT试样裂纹区域的应力应变分布、裂纹尖端应力强度因子及第二相状态对它的影响,计算结果与实测数据基本一致,表明采用有限元方法研究含裂纹体构件的蠕变行为是一种较好的研究手段。通过计算认为,IN718合金在时效初期虽然有α-Cr相的析出而不至于促进蠕变裂纹扩展,是由于α-Cr于δ相周围γ″贫化区(微塑性区)内析出而处于微塑性区内使得裂纹尖端钝化,不利于裂纹扩展。 展开更多

关键词 有限元模拟 应力强度因子 高温合金

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GH864合金热加工过程中组织特征研究

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作者 董建新 郑磊 +2 位作者 张麦仓 胡尧和 谢锡善 《中外能源》 CAS 2008年第A01期40-45,共6页

为了观察分析烟气轮机动叶片GH864合金在热加工过程中的组织演化规律,并进一步进行组织的优化控制,对取自棒材和成品叶片的热加工态及随后经热处理的样品进行了系统的显微组织对比分析,并得出了相应结论,对优化工艺控制具有重要的指导... 为了观察分析烟气轮机动叶片GH864合金在热加工过程中的组织演化规律,并进一步进行组织的优化控制,对取自棒材和成品叶片的热加工态及随后经热处理的样品进行了系统的显微组织对比分析,并得出了相应结论,对优化工艺控制具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 GH864高温合金 晶粒度 碳化物

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