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第三代镍基单晶高温合金760℃蠕变行为及其微观变形机制
1
作者 许瑞达 李影 于慧臣 《材料工程》 北大核心 2025年第10期71-79,共9页
通过分析第三代镍基单晶高温合金在760℃下的蠕变变形行为,并对其微观组织演变和位错组态进行表征,研究高温合金在760℃下的蠕变变形机制。结果表明:在760℃下合金蠕变变形机制主要为位错剪切进入γ′相,在蠕变初期,γ′相内位错分解的... 通过分析第三代镍基单晶高温合金在760℃下的蠕变变形行为,并对其微观组织演变和位错组态进行表征,研究高温合金在760℃下的蠕变变形机制。结果表明:在760℃下合金蠕变变形机制主要为位错剪切进入γ′相,在蠕变初期,γ′相内位错分解的主要形式为肖克利不全位错+堆垛层错。不同{111}面的堆垛层错可以相互反应,形成Lomer-Cottrell(L-C)位错锁。在蠕变后期,a〈011〉型超位错大量剪切进入γ′相内,超位错可以从{111}面交滑移到{001}面形成具有非平面结构的Kear-Wilsdorf(K-W)锁。合金蠕变过程中,L-C锁和K-W锁的形成阻碍位错运动,使得合金的蠕变抗力获得提高。 展开更多
关键词 镍基单晶高温合金 蠕变 变形机制 位错组态
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铼含量微量调整对第三代镍基单晶高温合金组织和高温持久性能的影响 被引量：4
2
作者 方向 张剑 +5 位作者 赵云松 杨振宇 许剑伟 吴庆辉 姜华 骆宇时 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期33-38,43,共7页
制备了名义成分为Ni-9Ta-6Al-6W-4Co-2Cr-0.4Mo-xRe(x分别为6.2,6.8,质量分数/%)的两种单晶高温合金,研究了铼含量对合金铸态显微组织和相转变温度以及热处理态显微组织和高温持久性能的影响。结果表明:微量增加铼后,铸态合金的凝固偏... 制备了名义成分为Ni-9Ta-6Al-6W-4Co-2Cr-0.4Mo-xRe(x分别为6.2,6.8,质量分数/%)的两种单晶高温合金,研究了铼含量对合金铸态显微组织和相转变温度以及热处理态显微组织和高温持久性能的影响。结果表明:微量增加铼后,铸态合金的凝固偏析程度和γ+γ′共晶组织含量均增加,固溶过程中共晶组织快速溶解的峰值温度提高;热处理态合金中的γ′相尺寸略微减小,持久加载过程中拓扑密排相的析出量增加;铼的微量增加显著改变了铼和铬的成分分配比,增强了固溶强化效果,明显提高了合金的高温持久性能。 展开更多
关键词 第三代镍基单晶高温合金 铼 显微组织 高温持久性能
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第三代镍基单晶高温合金原位加温-拉伸的研究 被引量：8
3
作者 陈宇杰 党理 +1 位作者 张泽 李吉学 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期233-237,共5页
本文通过环境扫描电子显微镜(ESEM)原位观察研究一种第三代镍基单晶高温合金以恒定速率在加温条件下的拉伸实验。在设定温度750℃下的实验结果表明:拉伸过程中由密排面{111}和密排方向〈110〉所组成的滑移系统最先启动,其它的滑移系统... 本文通过环境扫描电子显微镜(ESEM)原位观察研究一种第三代镍基单晶高温合金以恒定速率在加温条件下的拉伸实验。在设定温度750℃下的实验结果表明:拉伸过程中由密排面{111}和密排方向〈110〉所组成的滑移系统最先启动,其它的滑移系统随着塑性变形的增加相继启动,并且该温度下拉伸样品在拉伸过程中产生位错运动,位错滑移以切过机制通过γ′强化相,从而合金出现中温硬化行为。 展开更多
关键词 镍基单晶高温合金 加温-拉伸 表面形貌 断口形貌 韧性断裂
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固溶热处理对一种第三代镍基单晶高温合金组织及高温持久性能的影响 被引量：2
4
作者 方向 赵云松 +6 位作者 张剑 杨振宇 姜华 杨岩 陈昊 吴庆辉 骆宇时 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期87-98,共12页
研究了固溶热处理对一种Re含量为6.5%(质量分数)的第三代单晶高温合金组织及持久性能的影响,实验结果表明:合金铸态下存在明显的凝固偏析,枝晶间区域存在大量的(γ+γ′)共晶组织。固溶过程中,共晶组织在1 335℃以上开始快速溶解,但难... 研究了固溶热处理对一种Re含量为6.5%(质量分数)的第三代单晶高温合金组织及持久性能的影响,实验结果表明:合金铸态下存在明显的凝固偏析,枝晶间区域存在大量的(γ+γ′)共晶组织。固溶过程中,共晶组织在1 335℃以上开始快速溶解,但难熔元素,尤其是Re元素的偏析需要在1 360℃以上才能有明显改善;经过1 365℃固溶后疏松含量增加至0.21%(体积分数),接近铸态下疏松含量的5.2倍。铸态及经1 360℃和1 365℃固溶热处理后合金的持久性能测试结果显示:固溶热处理显著改善了合金的持久性能,且固溶温度越高,持久性能越高。在高温持久加载过程中,铸态合金的裂纹主要沿枝晶间分布,在(γ+γ′)共晶组织处萌生;当固溶温度较低时,且枝晶干处析出了较多的TCP(topologically close-packed)相,未能充分降低Re元素的偏析可能是导致枝晶干处TCP相大量析出的主要原因;当固溶温度较高时,TCP相析出量较少。 展开更多
关键词 第三代单晶高温合金 固溶热处理 显微组织 持久性能
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时效处理温度对一种第四代镍基单晶高温合金组织 与持久性能的影响
5
作者 李远 赵云松 +5 位作者 郭媛媛 张剑 杨振宇 郑帅 刘晨光 唐定中 《中国材料进展》 北大核心 2025年第6期561-567,共7页
为探究一次时效温度对一种第四代镍基单晶高温合金显微组织和高温持久性能的影响,使用高分辨率场发射扫描电镜和金相显微镜对合金热处理前后显微组织、高温持久断口形貌和断后剖面显微组织进行观察。结果表明:固溶处理可以使(γ+γ′)... 为探究一次时效温度对一种第四代镍基单晶高温合金显微组织和高温持久性能的影响,使用高分辨率场发射扫描电镜和金相显微镜对合金热处理前后显微组织、高温持久断口形貌和断后剖面显微组织进行观察。结果表明:固溶处理可以使(γ+γ′)共晶组织基本消除,合金元素的偏析程度明显减轻。一次时效处理改变γ′相尺寸与形貌,一次时效温度升高使枝晶干γ′相尺寸增加、立方度降低,γ基体通道宽度增加。随着一次时效温度升高,合金在1120℃/137 MPa条件下的持久寿命降低。合金持久性能与γ′相形貌尺寸、体积分数及γ基体通道宽度密切相关。尺寸合适且立方度高的γ′相对位错有较强阻碍作用,且位错在γ基体通道内滑移所需的Orowan应力与基体通道宽度呈反比。通过综合对比评估,确定了该合金最佳一次时效温度为1140℃。 展开更多
关键词 镍基单晶高温合金 时效处理 显微组织 高温持久性能 断口形貌
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小角度晶界对二代镍基单晶高温合金高温蠕变行为的影响
6
作者 尹阔 李龙飞 +1 位作者 赵云松 冯强 《航空材料学报》 北大核心 2025年第5期112-122,共11页
以含不同晶界取向差的二代镍基单晶高温合金板状样品为研究对象,通过开展1100℃/137 MPa的高温蠕变断裂及中断实验,探究小角度晶界对合金高温蠕变行为的影响作用机制。结果表明:经标准热处理后,取向差为7°的GB-7合金小角度晶界处... 以含不同晶界取向差的二代镍基单晶高温合金板状样品为研究对象,通过开展1100℃/137 MPa的高温蠕变断裂及中断实验,探究小角度晶界对合金高温蠕变行为的影响作用机制。结果表明:经标准热处理后,取向差为7°的GB-7合金小角度晶界处析出细小的MC型碳化物,取向差为12°的GB-12合金小角度晶界处主要是块状的M_(6)C型碳化物。随着晶界取向差的增大,合金的高温蠕变寿命降低,GB-12合金的蠕变寿命仅为单晶合金的40%。进一步分析表明,GB-7合金和GB-12合金在高温蠕变过程中皆发生了小角度晶界迁移,但是GB-12合金的迁移距离低于GB-7合金。GB-12合金中块状M_(6)C型碳化物阻碍了小角度晶界迁移,导致晶界处产生应力集中。GB-12合金内部和表面的小角度晶界处易于萌生裂纹,导致其蠕变寿命显著降低。本研究可为后续提升合金高温蠕变中小角度晶界的容限提供指导和数据支持。 展开更多
关键词 镍基单晶高温合金 小角度晶界 高温蠕变 显微组织 晶界迁移
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航空发动机用镍基单晶高温合金涡轮叶片服役后的显微组织损伤 被引量：1
7
作者 冷玉潇 曹铁山 +2 位作者 陈家万 程从前 赵杰 《机械工程材料》 北大核心 2025年第2期34-42,共9页
在服役一定时间的航空发动机用镍基单晶高温合金高压涡轮叶片不同叶片高度(叶根,49%叶高,60%叶高,85%叶高)的横截面上取样进行显微组织观察和硬度测试,以榫头部位显微组织为基准研究了叶片不同区域(叶片前缘、叶盆、尾缘、叶背)的显微... 在服役一定时间的航空发动机用镍基单晶高温合金高压涡轮叶片不同叶片高度(叶根,49%叶高,60%叶高,85%叶高)的横截面上取样进行显微组织观察和硬度测试,以榫头部位显微组织为基准研究了叶片不同区域(叶片前缘、叶盆、尾缘、叶背)的显微组织损伤及其与硬度变化的关系。结果表明:叶片相同高度处的前缘和尾缘区域由于承受更高的温度和应力,组织损伤程度较叶背和叶盆区域更显著。49%和60%叶高处前缘和尾缘区域的显微组织损伤最为严重,尤其是在尾缘区域,γ'相的退化现象显著,表现为面积分数明显降低、颗粒边角出现钝化以及部分γ'相发生回溶。49%和60%叶高处尾缘区域的硬度明显低于叶背和叶盆区域。γ'相的回溶和颗粒粗化会使硬度下降,而在较低温度区域或较低应力条件下,γ'相颗粒相对稳定,回溶和粗化现象较少,硬度较高。 展开更多
关键词 镍基单晶高温合金 涡轮叶片 服役损伤 组织退化 硬度降低
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镍基单晶高温合金元素掺杂对力学性能影响的第一性原理研究 被引量：2
8
作者 彭勃 陈银萍 +8 位作者 王彧 陈卉 史振学 宋洋 张逢洋 MATEO Carlos Garcia CARABALLO Isaac Toda 杨泽南 于皓 《航空材料学报》 北大核心 2025年第3期142-154,共13页
镍基单晶高温合金的力学性能和热稳定性在很大程度上取决于基体与强化相之间的界面。本工作采用密度泛函理论研究Co、Cr、Mo、W、Re和Ta合金元素对γ-Ni/γ′-Ni_(3)Al界面力学性能的影响规律。通过界面结构的收敛性分析,确定合理的计... 镍基单晶高温合金的力学性能和热稳定性在很大程度上取决于基体与强化相之间的界面。本工作采用密度泛函理论研究Co、Cr、Mo、W、Re和Ta合金元素对γ-Ni/γ′-Ni_(3)Al界面力学性能的影响规律。通过界面结构的收敛性分析,确定合理的计算模型层数。通过合金弹性性能的研究,发现Re和W元素在γ和γ′相中表现出最为显著的强化效果,其中Re元素使γ相杨氏模量和剪切模量分别提升27GPa和11GPa,使γ′相杨氏模量和剪切模量分别提升16GPa和6GPa;而Ta元素分别使γ和γ′相体模量增加21GPa和14GPa。界面拉伸性能的研究表明,Re元素掺杂体系具有最高的理想抗拉强度(约25GPa)和变形能(约1.84J·m^(-2)),合金元素对界面抗拉强度的强化效果由强到弱依次为Re>W>Cr>Mo>Ta>Co>未掺杂界面。通过对差分电荷密度和电子态密度分析,得到合金元素的强化作用归因于掺杂原子与最近邻主原子之间化学键强度的增加。电子轨道分布特征表明,合金元素通过维持局部结构稳定性来延缓界面断裂。这些研究结果为开发新型镍基单晶高温合金提供思路。 展开更多
关键词 镍基单晶高温合金 γ/γ′界面 力学性能 电子结构 第一性原理计算
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超声振动辅助旋切式电解磨削加工镍基高温单晶合金小孔实验研究 被引量：1
9
作者 陈海升 岳晓明 +2 位作者 张建华 齐世伟 陈永雷 《电加工与模具》 北大核心 2025年第2期73-78,86,共7页
镍基高温单晶合金具有优良的高温性能,广泛用于制造航空发动机和燃气轮机的耐高温零件。采用电火花电解复合加工技术在镍基高温单晶合金上加工小孔存在加工表面质量差、孔径精度低等问题。为此,提出一种超声振动辅助旋切式电解磨削加工... 镍基高温单晶合金具有优良的高温性能,广泛用于制造航空发动机和燃气轮机的耐高温零件。采用电火花电解复合加工技术在镍基高温单晶合金上加工小孔存在加工表面质量差、孔径精度低等问题。为此,提出一种超声振动辅助旋切式电解磨削加工技术,研究了超声振动、磨削和电解等工艺参数对孔壁表面质量和孔径精度的影响。结果表明,经工艺参数优化可得到表面粗糙度≤Ra0.3μm、入口直径为808.596 mm、出口直径为800.082 mm、孔锥度约为0.122°的小孔,实现了镍基高温单晶合金小孔的高品质、高精度加工。 展开更多
关键词 超声振动辅助加工 旋切式电解磨削 镍基高温单晶合金 加工表面质量
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微结构和加载条件对镍基单晶高温合金动态拉伸性能影响
10
作者 张顺咏 陈军红 +3 位作者 张斌 李继承 龚芹 黄西成 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第7期55-71,共17页
为促进装备热端部件在动态载荷下服役性能的评估和预测,针对不同微结构特征的镍基单晶高温合金开展了一系列分离式霍普金森拉杆(split Hopkinson tensile bar,SHTB)试验和扫描电镜表征,系统研究了沉淀相体积分数、相粗化程度、应变率和... 为促进装备热端部件在动态载荷下服役性能的评估和预测,针对不同微结构特征的镍基单晶高温合金开展了一系列分离式霍普金森拉杆(split Hopkinson tensile bar,SHTB)试验和扫描电镜表征,系统研究了沉淀相体积分数、相粗化程度、应变率和加载角度等因素对合金动态拉伸性能的影响。结果表明:微结构和应变率对镍基单晶高温合金动态拉伸性能具有显著影响,且相粗化后合金动态拉伸性能呈现出复杂的各向异性特征。总体而言,合金屈服强度和抗拉强度呈正相关关系,随着沉淀颗粒体积分数或应变率的增大,试件逐渐表现出脆性断裂特征,且其屈服强度和抗拉强度逐渐增大,而极限伸长率则逐渐减小;其次,时效处理所导致的颗粒相粗化对合金强度有着明显的弱化作用,而对极限伸长率起到强化效果,即相粗化后合金试样表现出混合断裂特征,随着相粗化程度的增加,其屈服强度和抗拉强度逐渐降低,而极限伸长率逐渐增大。此外,在55°加载角度时,合金强度和极限伸长率均低于0°加载角度下的情况;然而,在应变率较高时,对于体积分数和相粗化程度均较大的合金,其极限伸长率在55°加载角度时取得最大值。相关变化同断口纤维区面积和解理面特征密切相关,材料微结构和加载条件的改变将影响材料内部微裂纹形核和运动特性,进而影响合金变形特征和动态拉伸性能。研究结果可为提高镍基单晶高温合金性能和优化热端部件结构设计提供理论支持和数据支撑。 展开更多
关键词 镍基单晶高温合金 动态拉伸性能 SHTB 断口表征 相粗化 应变率效应
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精密铸造镍基单晶高温合金条纹晶缺陷的研究进展
11
作者 童法松 王树森 +2 位作者 高雪峰 王亮 孟杰 《精密成形工程》 北大核心 2025年第4期170-182,共13页
镍基单晶高温合金因其卓越的高温抗氧化性和抗疲劳特性,被普遍应用于航空发动机涡轮叶片和燃气轮机热端部件的制造领域。随着航空发动机的发展、高代次高温合金的不断开发以及叶片结构的复杂化,对缺陷控制的难度日益增加。目前研究表明... 镍基单晶高温合金因其卓越的高温抗氧化性和抗疲劳特性,被普遍应用于航空发动机涡轮叶片和燃气轮机热端部件的制造领域。随着航空发动机的发展、高代次高温合金的不断开发以及叶片结构的复杂化,对缺陷控制的难度日益增加。目前研究表明,条纹晶缺陷是一种晶体取向偏离缺陷,其在晶体取向上与单晶基体存在一定的偏差,晶界角度一般为小到中等角度。叶片形成的条纹晶缺陷会破坏单晶的完整性,诱发局部取向异常,导致其高温力学性能下降,甚至失效。近年来,大量学者集中研究了镍基单晶高温合金条纹晶缺陷的起源分布、形貌特征、形成机制及影响因素等。本文综述了条纹晶缺陷在单晶叶片中的分布位置、条纹晶缺陷的形貌及取向特征,主要通过揭示其异质形核、枝晶碎片、枝晶变形形核机制,分析定向凝固工艺参数对枝晶偏转的影响规律进而控制条纹晶的形成,分析条纹晶缺陷的形成机制及缺陷取向差对服役性能的影响作用,并对未来的研究进行了展望,以期为提高单晶叶片合格率提供借鉴。 展开更多
关键词 镍基单晶高温合金 取向偏离 条纹晶缺陷 形成机制 力学性能
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单晶镍基高温合金增材修复的定制化热处理
12
作者 林弈安 王兆伟 +2 位作者 何卫锋 罗思海 陈凯 《中国材料进展》 北大核心 2025年第4期380-386,共7页
增材制造(3D打印)技术在镍基高温合金单晶叶片的修复领域展现出重要应用前景。该技术具有温度梯度大、冷却速度快等特点,有利于促进枝晶定向生长、实现枝晶组织细化,但是同时也容易产生高残余应力、高位错密度,从而在后续热处理与高温... 增材制造(3D打印)技术在镍基高温合金单晶叶片的修复领域展现出重要应用前景。该技术具有温度梯度大、冷却速度快等特点,有利于促进枝晶定向生长、实现枝晶组织细化,但是同时也容易产生高残余应力、高位错密度,从而在后续热处理与高温服役过程中引发再结晶、开裂等问题,造成极大的安全隐患。因此,需要对增材修复的镍基高温合金单晶开发定制化热处理研究。高温合金的标准热处理一般由超固相线固溶、时效等步骤组成。以增材修复高温合金单晶特有的微观组织为出发点,提出“筏化-回复”及“亚固相线固溶”策略,有效抑制再结晶及3D打印产生的杂晶晶粒生长,同时有效降低位错密度、释放应力、调控沉淀强化相组织,为实现单晶涡轮叶片的增材修复提供保障。 展开更多
关键词 镍基单晶高温合金 增材制造 热处理 回复 亚固相线固溶
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第三代单晶高温合金DD9显微组织薄壁效应 被引量：2
13
作者 杨万鹏 李嘉荣 +5 位作者 刘世忠 赵金乾 王效光 杨亮 王锐 陈巧 《材料工程》 北大核心 2025年第1期55-64,共10页
采用光学显微镜、场发射扫描电子显微镜、电子探针仪研究第三代单晶高温合金DD9不同试样(双层壁超冷涡轮叶片、复合气冷涡轮叶片、精铸薄壁试样以及圆柱试棒)的显微组织及其薄壁效应。结果表明:四种试样的显微组织均存在差异。截面尺寸... 采用光学显微镜、场发射扫描电子显微镜、电子探针仪研究第三代单晶高温合金DD9不同试样(双层壁超冷涡轮叶片、复合气冷涡轮叶片、精铸薄壁试样以及圆柱试棒)的显微组织及其薄壁效应。结果表明:四种试样的显微组织均存在差异。截面尺寸相同时,DD9单晶涡轮叶片的铸态一次枝晶间距、γ′相尺寸及铸态与热处理态试样枝晶偏析均大于精铸薄壁试样;完全热处理后,截面尺寸相同的单晶涡轮叶片与精铸薄壁试样的γ′相尺寸相近。随截面尺寸减小,DD9合金薄壁试样铸态一次枝晶间距、铸态与热处理态γ′相尺寸及枝晶偏析均呈减小趋势。 展开更多
关键词 第三代单晶高温合金 DD9 涡轮叶片 截面尺寸 薄壁效应
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轮廓法测量镍基高温合金单晶叶片内部残余应力分布
14
作者 郭秋娟 李相伟 +3 位作者 张瑞尧 谢光 侯晓东 张书彦 《热加工工艺》 北大核心 2025年第18期179-182,187,共5页
介绍了轮廓法的测量原理、测量步骤及研究现状,并采用轮廓法成功测量和研究了镍基高温合金单晶试棒截面沿<001>方向残余应力分布和叶片叶盆位置的内部残余应力分布。结果表明:铸态DD33单晶试棒截面有沿<001>方向的残余应力... 介绍了轮廓法的测量原理、测量步骤及研究现状,并采用轮廓法成功测量和研究了镍基高温合金单晶试棒截面沿<001>方向残余应力分布和叶片叶盆位置的内部残余应力分布。结果表明:铸态DD33单晶试棒截面有沿<001>方向的残余应力,低抽拉速率引入的残余应力有限,在100 MPa以内,固溶处理后没有发现明显应力诱导再结晶;叶盆位置内部存在较高的残余应力,有一些位置最高将近300 MPa。这项工作是首次通过轮廓法获得了复杂特征单晶高温合金叶片的内部残余应力分布,具体内部残余应力的大小和分布对叶片性能和寿命的影响需要进行后续的系统性研究。 展开更多
关键词 残余应力测量 轮廓法 镍基单晶高温合金 复杂结构构件
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IC10镍基单晶高温合金电子束焊接头组织与力学性能
15
作者 文程志 王善林 +3 位作者 信纪军 孙文君 王成成 冯殿远 《焊接学报》 北大核心 2025年第8期132-139,共8页
为了实现两块2 mm厚的IC10镍基单晶高温合金对接焊,采用真空电子束焊接方法,两块板中间填加GH4169焊丝,并对其焊接接头组织与力学性能进行了分析.结果表明,从金相形貌可知,左右两侧晶粒的生长方向大致沿温度梯度方向,根据EBSD结果可知,... 为了实现两块2 mm厚的IC10镍基单晶高温合金对接焊,采用真空电子束焊接方法,两块板中间填加GH4169焊丝,并对其焊接接头组织与力学性能进行了分析.结果表明,从金相形貌可知,左右两侧晶粒的生长方向大致沿温度梯度方向,根据EBSD结果可知,焊缝左侧晶粒取向与母材一致为单晶组织,焊缝右侧为多晶组织.在多晶内发现了纳米孪晶,进行力学性能测试后得出结果,700℃的高温拉伸最大抗拉强度为762 MPa,再对焊接接头进行高温拉伸,得到的接头抗拉强度高达948 MPa,接头力学性能已经超过母材. 展开更多
关键词 电子束焊 镍基单晶高温合金 纳米孪晶 力学性能
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镍基单晶高温合金/热障涂层体系的应用研究进展
16
作者 刘砚飞 钟燕 +3 位作者 陶稀鹏 田伟 郭会明 梁伟 《材料工程》 北大核心 2025年第9期1-10,共10页
随着先进航空发动机对于高推重比和高服役可靠性的追求,不断对涡轮叶片材料工艺选用提出更高的要求,采用以镍基单晶高温合金作为基体,叶身外表面涂覆热障涂层的涡轮叶片已成为先进航空发动机的典型特征。镍基单晶高温合金和热障涂层材... 随着先进航空发动机对于高推重比和高服役可靠性的追求,不断对涡轮叶片材料工艺选用提出更高的要求,采用以镍基单晶高温合金作为基体,叶身外表面涂覆热障涂层的涡轮叶片已成为先进航空发动机的典型特征。镍基单晶高温合金和热障涂层材料的研发、镍基单晶高温合金/热障涂层体系的考核评价是保障涡轮叶片工作安全性的关键,是当前航空发动机领域的研究热点之一。本文对涡轮叶片用镍基单晶高温合金、热障涂层材料的研究及应用情况进行了详细介绍,简要介绍了镍基单晶高温合金/热障涂层体系的考核评价及失效机理研究进展,并从单晶基体/金属底层界面匹配性、新型金属底层和陶瓷面层研发以及考核评价等方面阐述了涡轮叶片用镍基单晶高温合金/热障涂层体系的研究重点,以期为充分发挥镍基单晶高温合金/热障涂层体系使用潜力提供参考。 展开更多
关键词 镍基单晶高温合金 热障涂层 评价 界面 失效机理
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镍基单晶高温合金晶体取向对平台区域杂晶和缩松缺陷形成的影响
17
作者 杨帅 陈昊 +4 位作者 罗烽月 郑素杰 沈滨 杨振宇 胡松松 《热加工工艺》 北大核心 2025年第18期45-51,共7页
采用定向凝固实验结合ProCAST数值模拟方法研究了<001>取向和<001>偏离15°取向下圆形平台区域杂晶和缩松缺陷的形成倾向性。结果表明,圆形平台显微组织可划分为中心区、扩展区和杂晶区3个主要部分。杂晶区随平台位置... 采用定向凝固实验结合ProCAST数值模拟方法研究了<001>取向和<001>偏离15°取向下圆形平台区域杂晶和缩松缺陷的形成倾向性。结果表明,圆形平台显微组织可划分为中心区、扩展区和杂晶区3个主要部分。杂晶区随平台位置的升高而扩大,且倾向于在平台与铸件组中心相对的一侧形成;相比之下,缩松缺陷则主要在与炉壁相对的一侧出现。当晶体取向偏离<001>方向时,观察到平台杂晶缺陷的形成倾向性略有增加,但同时却降低了缩松缺陷的形成倾向。最后,结合数值模拟的温度场演化结果,分析了晶体取向对平台区域杂晶与缩松缺陷形成的影响机制。 展开更多
关键词 镍基单晶高温合金 晶体取向 圆形平台 杂晶 缩松
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倾斜籽晶法控制镍基单晶高温合金晶体取向研究
18
作者 杨帅 鲍俊 +4 位作者 杨晰琼 郑乔 刘乾 张剑 胡松松 《材料工程》 北大核心 2025年第3期63-69,共7页
本工作提出一种倾斜放置籽晶制备镍基单晶高温合金以获得特定取向单晶铸件的方法,采用实验和数值模拟研究该方法制备单晶过程中凝固组织演化过程及其机制,并讨论了倾斜籽晶控制单晶铸件晶体取向的原理。结果表明:通过改变〈001〉取向的... 本工作提出一种倾斜放置籽晶制备镍基单晶高温合金以获得特定取向单晶铸件的方法,采用实验和数值模拟研究该方法制备单晶过程中凝固组织演化过程及其机制,并讨论了倾斜籽晶控制单晶铸件晶体取向的原理。结果表明:通过改变〈001〉取向的籽晶与铸件之间的位向关系,可以制备出特定取向的单晶铸件。单晶制备过程中籽晶部分回熔,回熔界面与籽晶轴向垂直,定向凝固过程中熔体沿未熔籽晶外延生长形成单晶。 展开更多
关键词 镍基单晶高温合金 倾斜籽晶 晶体取向 凝固过程
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第三代单晶高温合金WZ30的凝固组织研究
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作者 赵运兴 马德新 +4 位作者 魏剑辉 员莹莹 徐维台 李侣 邓阳丕 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期478-486,共9页
采用螺旋选晶法制备国产第三代单晶高温合金WZ30的单晶试棒,对其铸态组织进行研究,利用电子探针分析铸件中的元素偏析,测算WZ30单晶铸件中各合金元素的分凝系数,并与第二代单晶合金CMSX-4进行对比。研究结果表明:WZ30合金铸件中出现了... 采用螺旋选晶法制备国产第三代单晶高温合金WZ30的单晶试棒,对其铸态组织进行研究,利用电子探针分析铸件中的元素偏析,测算WZ30单晶铸件中各合金元素的分凝系数,并与第二代单晶合金CMSX-4进行对比。研究结果表明:WZ30合金铸件中出现了更为严重的雀斑形成倾向和更多的γ/γ′共晶组织。经EBSD检测,γ/γ′共晶团与γ基体的晶体取向保持一致,说明枝晶间的共晶组织是在γ基体上形核并长大的。枝晶臂中的元素分布并不是连续渐变,而是存在台阶式的突变,表明在凝固过程中,枝晶臂的长大是分阶段进行的。由于合金中添加了更多的高偏析难熔元素Re,大部分合金元素的偏析更为严重,从而导致铸态组织中雀斑形成倾向和共晶含量的增加。 展开更多
关键词 第三代单晶高温合金 定向凝固 微观组织 共晶 元素偏析
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DD5镍基单晶高温合金磨削亚表面塑性变形研究
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作者 刘鹏飞 巩强 +5 位作者 蔡明 于贵华 刘鹏宇 张美欣 高一航 赵蘅 《工具技术》 北大核心 2025年第4期68-76,共9页
为了研究DD5镍基单晶高温合金的损伤机制并提升制造精度,从材料的塑性变形理论出发,探究其在磨削过程中的亚表面损伤情况。通过仿真研究磨削参数对亚表面塑性变形率及其变化趋势的影响,并通过实验揭示亚表面变质层的形成和微观组织滑移... 为了研究DD5镍基单晶高温合金的损伤机制并提升制造精度,从材料的塑性变形理论出发,探究其在磨削过程中的亚表面损伤情况。通过仿真研究磨削参数对亚表面塑性变形率及其变化趋势的影响,并通过实验揭示亚表面变质层的形成和微观组织滑移现象。结果显示:磨削后的工件表面形成一定厚度的变质层,其亚表面微观结构表现出近45°的扭曲滑移现象;对亚表面塑性变形影响的因素次序为砂轮线速度>进给速度>磨削深度;磨削的最佳参数组合是砂轮线速度为35 m/s,磨削深度为20μm,进给速度为0.2 m/min。 展开更多
关键词 DD5镍基单晶高温合金 磨削 亚表面 有限元分析
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