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航空航天先进结构材料技术现状及发展趋势 被引量：7
1
作者 张国庆 滕超逸 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期1-12,共12页
先进材料技术是航空航天高新装备的发展先导,是支撑现代工业的关键基础技术,渗透到国防建设、国民经济和社会生活等方方面面,已成为世界各国争相发展的技术高地和国防重点。本文梳理分析航空航天先进结构材料近年来的技术现状及发展趋势... 先进材料技术是航空航天高新装备的发展先导,是支撑现代工业的关键基础技术,渗透到国防建设、国民经济和社会生活等方方面面,已成为世界各国争相发展的技术高地和国防重点。本文梳理分析航空航天先进结构材料近年来的技术现状及发展趋势,在高性能高分子材料及其复合材料、高温与特种金属结构材料、轻质高强金属及其复合材料、先进结构陶瓷及其复合材料四方面进行重点阐释,明确我国航空航天结构材料的研发与生产仍面临着跟踪研仿多、自主创新少、技术封锁严重、技术瓶颈亟待突破等困境。同时,本文对航空航天结构材料未来研究和发展提出展望,点明建立“产-学-研-用”完整技术体系的重要性。 展开更多
关键词 结构材料 复合材料 高分子材料 高温合金 轻质高强金属 结构陶瓷
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金属陶瓷先进高温结构材料的应用及研究进展 被引量：9
2
作者 张勇 张国庆 +4 位作者 李周 王双喜 付书红 王涛 曾维虎 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第17期40-43,59,共5页
主要从应用角度综述了金属陶瓷高温结构材料在航空航天、加工制造和温度测量领域的研究进展,同时分析论述了金属陶瓷的制备原则及其在航空领域的发展趋势。提出金属陶瓷需要在两方面加强研究工作,一方面是开展提高材料断裂韧性方面的基... 主要从应用角度综述了金属陶瓷高温结构材料在航空航天、加工制造和温度测量领域的研究进展,同时分析论述了金属陶瓷的制备原则及其在航空领域的发展趋势。提出金属陶瓷需要在两方面加强研究工作,一方面是开展提高材料断裂韧性方面的基础理论研究,另一方面是注重制备工艺的改进创新。 展开更多
关键词 金属陶瓷 高温材料 应用
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铌硅基超高温结构材料成形技术研究进展 被引量：1
3
作者 李明 康永旺 郭丰伟 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期58-67,共10页
铌硅基超高温结构材料被认为是一种有望打破传统镍基高温合金的使用温度极限的材料。但是,由于铌硅基合金本身的高熔点以及较低的塑韧性等,其制备成形的难度远高于现有的高温金属结构材料。本文主要着眼于铌硅基合金复杂制件的成形,综... 铌硅基超高温结构材料被认为是一种有望打破传统镍基高温合金的使用温度极限的材料。但是,由于铌硅基合金本身的高熔点以及较低的塑韧性等,其制备成形的难度远高于现有的高温金属结构材料。本文主要着眼于铌硅基合金复杂制件的成形,综述了铌硅基合金的熔炼技术、熔模精密铸造成形工艺技术、粉末成形工艺技术等方面的最新研究进展,并对铌硅基合金的成形技术中存在的问题进行了分析,在此基础上对其发展趋势进行了展望,认为铌硅基超高温结构材料成形技术仍然处于实验室研究阶段,需要继续在大尺寸母合金熔炼、超高温精密相关辅助技术、合金粉体制备三个方面开展深入研究。 展开更多
关键词 铌硅基合金 真空熔炼 精密铸造 粉末冶金
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高熵碳化物材料研究进展 被引量：1
4
作者 何忠书 丁方政 +7 位作者 玄伟东 张强 赵云松 宋浩睿 邵冠兰 陈建国 王保军 任忠鸣 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期87-99,共13页
高熵陶瓷是近年来得到快速发展的新型材料,吸引了许多研究者的关注,具有的高熵效应赋予了其优异的性能。其中高熵碳化物具有优异的硬度、断裂韧性、隔热性能与抗腐蚀性能,在环境障涂层、热障涂层等领域具有广阔的应用前景。本文详细介... 高熵陶瓷是近年来得到快速发展的新型材料,吸引了许多研究者的关注,具有的高熵效应赋予了其优异的性能。其中高熵碳化物具有优异的硬度、断裂韧性、隔热性能与抗腐蚀性能,在环境障涂层、热障涂层等领域具有广阔的应用前景。本文详细介绍了高熵碳化物的预测理论、合成方法,同时对其抗氧化性能、力学性能、耐腐蚀性能以及隔热性能等方面进行了综述,指出了高熵碳化物在制备应用方面面临的问题,最后展望了高熵碳化物的发展方向。 展开更多
关键词 高熵碳化物 合成方法 环境障涂层 热障涂层 力学性能 隔热性能 耐腐蚀性能
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Ni基高温钎料对Cf/SiC陶瓷基复合材料的润湿性研究 被引量：3
5
作者 张勇 张国庆 +2 位作者 何志勇 冯涤 李周 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期5-8,共4页
研究了温度和活性元素Cr对Ni基高温钎料在3D-Cf/SiC陶瓷基复合材料上润湿的影响。采用扫描电镜与能谱仪检查界面微观结构与元素分布,通过X射线衍射仪检测界面产物。实验结果表明:升高温度,Ni基钎料在Cf/SiC上的润湿角减小;并且随钎料中... 研究了温度和活性元素Cr对Ni基高温钎料在3D-Cf/SiC陶瓷基复合材料上润湿的影响。采用扫描电镜与能谱仪检查界面微观结构与元素分布,通过X射线衍射仪检测界面产物。实验结果表明:升高温度,Ni基钎料在Cf/SiC上的润湿角减小;并且随钎料中的Cr的质量分数增加,润湿角减小。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。 展开更多
关键词 Ni基高温钎料 润湿性 活性元素 CF/SIC
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V,Al对Nb-Si系超高温结构材料抗氧化性能的影响 被引量：3
6
作者 康永旺 曲士昱 +1 位作者 宋尽霞 韩雅芳 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2008年第5期6-10,共5页
采用真空非自耗电弧炉制备了Nb-22Ti-12Si三元以及三种不同V,Al含量的Nb-Ti-Si-V-Al五元Nb-Si合金,研究了四种合金铸态显微组织和1250℃的抗氧化性能。结果表明:V,Al的加入促进了反应Nb3Si→Nbss+Nb5Si3,使合金相组成由Nbss+Nb3Si转变成... 采用真空非自耗电弧炉制备了Nb-22Ti-12Si三元以及三种不同V,Al含量的Nb-Ti-Si-V-Al五元Nb-Si合金,研究了四种合金铸态显微组织和1250℃的抗氧化性能。结果表明:V,Al的加入促进了反应Nb3Si→Nbss+Nb5Si3,使合金相组成由Nbss+Nb3Si转变成为Nbss+Nb5Si3,从而增加了合金中Nbss相体积分数;合金的抗氧化性能随V,Al含量的增加而提高;V,Al的加入使合金氧化皮结构发生了转变,生成了较为致密的氧化皮,降低了合金的氧化速率,减少了合金氧化皮的剥落和金属氧化损失量。Nb-21.9Ti-11.9Si-4.4V-4.1Al经过1250℃/50h氧化后金属损失厚度仅为0.1mm。 展开更多
关键词 Nb-Si系合金 超高温结构材料 金属间化合物 显微组织 抗氧化性能
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高温氧化对粉末高温合金微观结构和疲劳性能影响研究
7
作者 张禄 余志伟 +4 位作者 陈阳 张磊成 江荣 田高峰 宋迎东 《推进技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期185-200,共16页
为了探究涡轮盘用粉末高温合金表面氧化对其低周疲劳性能的影响,分别针对第三代镍基粉末高温合金的粗晶(Coarse grain,CG)和细晶(Fine grain,FG)材料开展氧化时间对其疲劳性能影响机理的研究。通过在700℃空气环境下开展不同时长的高温... 为了探究涡轮盘用粉末高温合金表面氧化对其低周疲劳性能的影响,分别针对第三代镍基粉末高温合金的粗晶(Coarse grain,CG)和细晶(Fine grain,FG)材料开展氧化时间对其疲劳性能影响机理的研究。通过在700℃空气环境下开展不同时长的高温预氧化实验和低周疲劳(Low-cycle fatigue,LCF)实验,使用SEM和EDS表征LCF断口、表面氧化层结构成分及其强化相形貌变化,揭示LCF裂纹萌生机理。实验结果表明,氧化层厚度随氧化时间而增加,氧元素以氧化侵入的形式进入基体;相同氧化时间下,CG抗氧化性能优于FG;疲劳裂纹萌生于氧化侵入和亚表面夹杂物等应力集中部位,在实验温度下LCF寿命受氧化作用和夹杂物共同影响;高温氧化作用下氧化层呈现分层结构,外层为NiO,中间层为含有Cr_(2)O_(3),TiO_(2)等复杂氧化物及尖晶石相(NiCr_(2)O_(4))的混合层,内层为Al_(2)O_(3);CG二次γ’相氧化后平均尺寸增加,FG二次γ’相平均尺寸没有明显的变化,但两种组织氧化后在晶界附近均观察到长条状的二次γ’相,表明高温氧化作用下晶界优先遭到破坏。 展开更多
关键词 涡轮盘 镍基粉末高温合金 低周疲劳寿命 高温氧化 强化相
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航空发动机用高温合金复杂薄壁精密铸件尺寸精度控制技术研究进展 被引量：1
8
作者 崔加裕 汪东红 +4 位作者 肖程波 疏达 孙宝德 官邦 丁正一 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期31-44,共14页
高温合金主要应用于涡轮后机匣、扩压器、预旋喷嘴等航空关键热端部件,采用整体精密铸造技术取代“分体铸造+焊接”成形方法,可减少零件数量和加工工序、提升可靠性、减轻质量,是航空发动机先进材料加工关键核心技术之一。然而复杂薄壁... 高温合金主要应用于涡轮后机匣、扩压器、预旋喷嘴等航空关键热端部件,采用整体精密铸造技术取代“分体铸造+焊接”成形方法,可减少零件数量和加工工序、提升可靠性、减轻质量,是航空发动机先进材料加工关键核心技术之一。然而复杂薄壁构件液态精密成型存在尺寸超差难题,导致发动机气动性能降低,装配精度下降,是长期制约我国航空发动机关键构件制造质量的瓶颈问题。本文综述目前国内外在高温合金精密铸造尺寸精度控制方面的研究进展,并对基于数字化和智能化技术的发展趋势进行了前瞻性分析和探讨,未来迫切需要构建液态精密成型数字孪生平台,发展更先进的尺寸变形精准定量智能预测方法以及压蜡模具内腔型面设计理论。 展开更多
关键词 航空发动机 高温合金 尺寸精度控制 熔模精密铸造 复杂薄壁
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石墨烯增强镍基粉末高温合金复合材料的力学性能 被引量：10
9
作者 吉传波 王晓峰 +1 位作者 邹金文 杨杰 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期1-6,共6页
采用湿混法将石墨烯纳米片分散到高温合金粉末中,并采用热等静压+热挤压+等温锻造+热处理的方法制备出FGH96镍基粉末高温合金。结果表明:石墨烯纳米片在高温合金中分散均匀,初步发现在后续的热工艺过程中并未发生变性;添加0.1%(质量分数... 采用湿混法将石墨烯纳米片分散到高温合金粉末中,并采用热等静压+热挤压+等温锻造+热处理的方法制备出FGH96镍基粉末高温合金。结果表明:石墨烯纳米片在高温合金中分散均匀,初步发现在后续的热工艺过程中并未发生变性;添加0.1%(质量分数)的石墨烯后,室温抗拉强度和屈服强度分别提高了58MPa和43MPa,塑性从21.0%提高到37.3%;650℃条件下抗拉强度和屈服强度分别提高了58MPa和28MPa,塑性从18.5%提高到26.5%。此外对石墨烯增强FGH96镍基高温合金力学性能的作用机制也进行了进一步分析。 展开更多
关键词 石墨烯 粉末高温合金 湿混 力学性能
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Si(B)CN陶瓷及其复合材料评价与应用研究现状 被引量：6
10
作者 刘伟 谭僖 曹腊梅 《装备环境工程》 CAS 2016年第3期98-104,共7页
总结了近年来Si(B)CN陶瓷及其复合材料评价与应用研究现状。首先介绍了Si(B)CN陶瓷及其复合材料的制备,而后详细综述了Si(B)CN陶瓷及其复合材料在力学性能、氧化行为、烧蚀行为、疲劳与蠕变性能、环境性能等方面的性能评价,并对其应用... 总结了近年来Si(B)CN陶瓷及其复合材料评价与应用研究现状。首先介绍了Si(B)CN陶瓷及其复合材料的制备,而后详细综述了Si(B)CN陶瓷及其复合材料在力学性能、氧化行为、烧蚀行为、疲劳与蠕变性能、环境性能等方面的性能评价,并对其应用现状进行了概述。 展开更多
关键词 陶瓷基复合材料 Si(B)CN陶瓷 氧化行为 烧蚀行为 疲劳性能 蠕变性能
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不同纤维预制体结构对SiC_f/PyC/SiBCN复合材料力学性能的影响 被引量：11
11
作者 谭僖 刘伟 +1 位作者 曹腊梅 戴圣龙 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期45-51,共7页
使用不同织造方式(二维机织,法向增强2.5维机织和三维五向编织)制备了3种SiC纤维预制体,采用树脂转移模塑(RTM)和聚合物浸渍裂解(PIP)工艺制备了SiC_f/PyC/SiBCN复合材料。观察复合材料的显微组织,测试弯曲强度、拉伸强度、压缩强度等... 使用不同织造方式(二维机织,法向增强2.5维机织和三维五向编织)制备了3种SiC纤维预制体,采用树脂转移模塑(RTM)和聚合物浸渍裂解(PIP)工艺制备了SiC_f/PyC/SiBCN复合材料。观察复合材料的显微组织,测试弯曲强度、拉伸强度、压缩强度等力学性能,探究不同预制体结构对复合材料力学性能的影响行为。结果表明:同一预制体结构在不同方向的纤维分布不同导致材料力学性能的各向异性;不同预制体结构对材料力学性能有着显著的影响。 展开更多
关键词 织造方式 碳化硅纤维 SiBCN 复合材料
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高性能金属材料雾化与成形技术研究进展 被引量：9
12
作者 张国庆 刘娜 李周 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期95-109,共15页
本文综述北京航空材料研究院在高温合金气体雾化粉末、喷射成形高温合金、粉末冶金TiAl合金以及喷射成形高速钢等高性能金属材料雾化与成形技术研究领域的主要研究成果。北京航空材料研究院开发了高温合金粉末氩气雾化和负压雾化制备技... 本文综述北京航空材料研究院在高温合金气体雾化粉末、喷射成形高温合金、粉末冶金TiAl合金以及喷射成形高速钢等高性能金属材料雾化与成形技术研究领域的主要研究成果。北京航空材料研究院开发了高温合金粉末氩气雾化和负压雾化制备技术和装置,突破粉末氧含量、粒度和非金属夹杂物控制等技术瓶颈,制备出多种高纯、细颗粒、球状高品质的高温合金粉末,已用于先进航空发动机涡轮盘等核心热端部件的研制和生产;发展难变形合金喷射成形技术,解决雾化沉积、致密度控制、形状控制、热加工等关键技术难题,研制的高温合金和高速钢沉积坯致密度达到99.0%以上,开发出低成本高性能喷射成形高温合金和高速钢材料;通过氩气雾化TiAl合金粉末制备及热成形技术研究,获得了高纯低氧球形气雾化粉末和高性能粉末冶金板材。 展开更多
关键词 氩气雾化 喷射成形 高温合金 TIAL合金 高速钢
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莫来石基耐火材料夹杂物与粉末冶金高温合金FGH96界面反应 被引量：5
13
作者 张轶波 郑亮 +2 位作者 许文勇 李周 张国庆 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期20-28,共9页
采用光学金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及电解腐蚀方法研究粉末冶金高温合金FGH96中人工植入莫来石基耐火材料夹杂物在原始颗粒态、热等静压和热变形过程中形貌和成分的演变规律,揭示莫来石基夹杂物与合金基体发生界面反应的机制。结... 采用光学金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及电解腐蚀方法研究粉末冶金高温合金FGH96中人工植入莫来石基耐火材料夹杂物在原始颗粒态、热等静压和热变形过程中形貌和成分的演变规律,揭示莫来石基夹杂物与合金基体发生界面反应的机制。结果表明:在原始颗粒态时,人工植入的莫来石基夹杂物为无规则颗粒状;经过高温高压的热等静压固结成形后,夹杂物内部形态和成分未发生明显变化,但夹杂物与基体界面发生置换反应形成了结构复杂的反应层,该反应层由Al、Ti的氧化物构成,并含有较多孔隙。经过25%变形量(温度1080℃、应变速率0.0004 s;)的热变形后,夹杂物主体形态和成分未发生明显变化,而夹杂物外部包覆的反应层随高温合金基体的变形开始从夹杂物上剥离和拉长,并随着金属基体的流动变形,在靠近拉长方向一侧发生聚集;当变形程度为50%时,莫来石夹杂物连同外部包覆的反应层发生破碎变形,形成夹杂物碎块加反应层的复合形态,该复合形态夹杂物呈线状分布,长轴垂直于压缩方向;当夹杂物外部包覆的反应层被剥离、莫来石夹杂物本体破碎后,形成的暴露于高温合金基体的新表面将继续反应生成新反应层,破碎的莫来石夹杂物本体仍然以O、Al、Si为主要组成,但同时含有少量Ni、Cr、Ti、Co、Mo等高温合金中的元素。 展开更多
关键词 FGH4096粉末高温合金 莫来石 夹杂物 界面反应 变化特征
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涉氢环境及其对高温合金的影响:评述--面向航空发动机潜在应用
14
作者 郑亮 李周 +1 位作者 王旭青 张国庆 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期13-30,共18页
随着“双碳”目标的提出,氢作为绿色清洁能源成为未来航空业发展的重要趋势,近年来氢燃料航空发动机备受关注。高温合金是当前燃气涡轮发动机热端部件中应用最广泛的材料,本文综述现有其他领域涉氢环境对合金的影响,为未来氢燃料航空发... 随着“双碳”目标的提出,氢作为绿色清洁能源成为未来航空业发展的重要趋势,近年来氢燃料航空发动机备受关注。高温合金是当前燃气涡轮发动机热端部件中应用最广泛的材料,本文综述现有其他领域涉氢环境对合金的影响,为未来氢燃料航空发动机用高温合金研制和应用提供参考。对内/外氢环境的引入、渗(充)氢方法、氢浓度/氢分布特征及氢稳定存在温度的测量、氢对拉伸、蠕变/持久和疲劳性能的影响以及氢脆的断裂机理进行分述,总结不同成分、制备工艺、原始组织状态、合金化程度以及不同应用领域高温合金在涉氢环境下的力学性能退化因素。结果表明,外氢环境下比内氢环境下力学性能下降更快;合金化程度更高的高温合金氢脆更明显,而高温氢环境下合金性能损伤(蠕变/持久、疲劳和拉伸)倾向较室温明显降低。就燃氢涡轮动力用高温合金在涉氢环境下的力学性能评价及适氢环境高温合金的研制进行展望。燃氢涡轮航空发动机可能面临的涉氢工作环境包括:液氢存储的低温氢环境;用于通道冷却的氢环境;经过气体压缩的高温高压氢环境;以及燃烧产物-高温水蒸气(高温潮湿)环境的影响。重点应关注氢在高温合金中的扩散和渗透、高温合金在高压氢环境下的脆性和腐蚀、高温潮湿环境下氧化和腐蚀行为以及上述多重耦合环境下合金和涂层的退化和防护机制。针对燃氢涡轮发动机工作环境,需要搭建近服役条件的高温合金燃氢环境实验装置,开展燃氢环境对高温合金及零部件的影响研究,建立现役叶片和盘件等热端部件关键用材在涉氢环境中的力学性能数据库和相关标准,并在此基础上适时研发适用于燃氢环境使用的高温结构材料,为氢燃料燃气涡轮航空发动机的应用提供支持。 展开更多
关键词 高温合金 氢燃料燃气涡轮 航空发动机 氢致力学性能退化 氢分布 TIAL合金 氢脆指数
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渗铝涂层对DD6单晶高温合金疲劳性能的影响 被引量：1
15
作者 董建民 李嘉荣 +1 位作者 甄真 许振华 《材料工程》 北大核心 2025年第1期65-71,共7页
为研究渗铝涂层对DD6合金表面完整性和旋转弯曲高周疲劳性能的影响,采用化学气相沉积(CVD)方法在标准热处理的DD6合金疲劳试样上渗铝,采用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析了渗铝涂层后DD6合金试样横截面组织形貌及元素分布情况,然后分... 为研究渗铝涂层对DD6合金表面完整性和旋转弯曲高周疲劳性能的影响,采用化学气相沉积(CVD)方法在标准热处理的DD6合金疲劳试样上渗铝,采用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析了渗铝涂层后DD6合金试样横截面组织形貌及元素分布情况,然后分别测试未涂层和涂层后试样760℃与980℃的旋转弯曲高周疲劳性能。结果表明:渗铝涂层后试样表层区域主要分为内外两层,外层主要由β-NiAl相组成,内层为扩散层,含有较多固溶强化元素。渗铝涂层会略微降低合金760℃和980℃的旋转弯曲高周疲劳性能,但对高应力幅区的疲劳寿命影响较大,对低应力幅区的疲劳寿命影响较小。表面粗糙度差异、氧化损伤和元素互扩散等因素耦合作用是导致未涂层和涂层试样疲劳寿命差异的本质原因。 展开更多
关键词 DD6 渗铝涂层 疲劳 单晶高温合金
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第三代单晶高温合金DD9显微组织薄壁效应
16
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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连续纤维增强金属基复合材料的研制进展及关键问题 被引量：42
17
作者 王涛 赵宇新 +4 位作者 付书红 张勇 曾维虎 韦家虎 李钊 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期87-96,共10页
介绍连续纤维增强金属基复合材料的种类及其在航空航天领域的应用情况,并对连续纤维增强金属基复合材料研制过程中的难点和热点问题进行归纳和总结,对关键技术问题提出相应的研究方法和思路。纤维与金属基体间的界面问题是其研究与应用... 介绍连续纤维增强金属基复合材料的种类及其在航空航天领域的应用情况,并对连续纤维增强金属基复合材料研制过程中的难点和热点问题进行归纳和总结,对关键技术问题提出相应的研究方法和思路。纤维与金属基体间的界面问题是其研究与应用的最主要问题,可以从纤维的表面改性、纤维与基体的相容性和润湿性、界面反应、界面强度等方面入手,结合各种复合材料制备工艺的特点,解决界面薄弱性问题;另外加强复合材料损伤机理的研究,建立其损伤评价体系,可以为其实际应用提供参考依据;先进的加工成型和连接技术,可以降低复合材料零件的制造成本,确保零件质量,是复合材料产业化应用的重要保证。 展开更多
关键词 纤维增强金属基复合材料 制备 进展 性能 应用
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高Cr铸造镍基高温合金K4648与陶瓷型芯的界面反应研究 被引量：21
18
作者 郑亮 肖程波 +5 位作者 张国庆 顾国红 李鑫 刘晓光 薛明 唐定中 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期10-22,共13页
采用金相显微镜、扫描电镜及能谱、电子探针和X射线衍射对高Cr铸造镍基高温合金K4648等轴晶和定向凝固铸件的合金/陶瓷型芯界面反应进行了系统研究,获得反应时间与反应量关系的界面反应动力学曲线、不同反应时间的反应界面形貌及产物的... 采用金相显微镜、扫描电镜及能谱、电子探针和X射线衍射对高Cr铸造镍基高温合金K4648等轴晶和定向凝固铸件的合金/陶瓷型芯界面反应进行了系统研究,获得反应时间与反应量关系的界面反应动力学曲线、不同反应时间的反应界面形貌及产物的种类。结果表明:高Cr铸造镍基高温合金K4648与铝基型芯不易发生反应,而与硅基陶瓷型芯发生剧烈的界面反应,反应产生金属瘤状凸起物,造成铸件内腔破坏。此外,白色的硅基型芯内部变成黑色,黑色反应区内含有一定量的Cr,Al,Ti元素。在反应的中、后期型芯黑色反应区内还存在着灰色区,该区的Cr,Al,Ti含量远高于黑色反应区。高Cr铸造镍基高温合金K4648合金与硅基陶瓷型芯反应分为:(1)富Cr,Al,Ti熔体向型芯内的渗入阶段;(2)富Cr,Al,Ti熔体与陶瓷型芯SiO2基体的反应;(3)富Cr,Al,Ti的熔体与型芯中Zr-SiO4颗粒反应三个阶段。反应过程中型芯存在局部液化现象。K4648合金/硅基陶瓷型界面反应产物主要为层状或树枝状Al2O3,块状Cr3Si金属间化合物、ZrO2,富Cr,Zr,Al,Ti的复合氧化物、共晶形态的富Cr,Si,Al,Ti的复合氧化物、块状或树枝状的富Ti,Al,Zr,Cr复合氧化物。反应产物中的Cr,Al,Ti元素来自合金熔体而Zr,Si,O来自陶瓷型芯。 展开更多
关键词 镍基高温合金 陶瓷型芯 界面反应 定向凝固 显微组织 K4648 Cr3Si AL2O3
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高Cr铸造镍基高温合金K4648的母合金净度研究 被引量：12
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作者 郑亮 肖程波 +3 位作者 张国庆 袁华 韩波 唐定中 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期1-7,11,共8页
对两炉冲击韧性存在明显差异的高Cr铸造镍基高温合金K4648进行了对比研究,通过分析两炉母合金的主量元素和气体含量,采用电子束纽扣锭(EB锭)实验观察合金内夹杂物和对母合金用原材料金属Cr的显微组织分析等方法研究了K4648母合金净度。... 对两炉冲击韧性存在明显差异的高Cr铸造镍基高温合金K4648进行了对比研究,通过分析两炉母合金的主量元素和气体含量,采用电子束纽扣锭(EB锭)实验观察合金内夹杂物和对母合金用原材料金属Cr的显微组织分析等方法研究了K4648母合金净度。结果表明:1#与2#炉批母合金主量元素无明显差别。1#母合金由于气体元素O含量高达(20.5±7.5)×10-6,远高于2#合金的6×10-6,造成其室温冲击韧性(aku)不及2#合金的一半,低于技术条件要求的19.6J/cm2。电子束纽扣锭(EB锭)实验可有效地将K4648中的夹杂物汇聚,经分析主要是富Y,Ce的氧化物和富Al氧化物。证明高Cr铸造镍基高温合金K4648中添加稀土元素Y,Ce可有效攫取合金中自由态的O和S,生成稳定的稀土氧化物或硫化物,起到净化合金的作用。K4648母合金原材料中金属Cr基体中固溶有15%(质量分数)的元素O,还分布有富Cr氧化物和Cr,Al,Si的复合氧化物。此外,还存在含N、贫O区域,该区域的维氏显微硬度可达8.2GPa,是Cr基体1.3GPa的6倍,证明N使金属Cr的硬度明显升高。 展开更多
关键词 镍基高温合金 K4648 母合金净度 电子束纽扣锭(EB) 金属Cr 气体含量 夹杂
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含Ru镍基单晶高温合金的显微组织和拉伸性能研究 被引量：7
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作者 谷怀鹏 刘丽君 +3 位作者 曹腊梅 薛明 汤鑫 曹雪 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期20-26,共7页
采用扫描电子显微镜(SEM)、电子探针(EPMA)和拉伸性能测试等手段,研究含Ru镍基单晶高温合金的显微组织、偏析行为和拉伸性能。结果表明:铸态下,Re,W强烈偏析于枝晶干而Ta,Al在枝晶间偏聚,Ru及其他元素分布趋于均匀。热处理后,Re,W偏析... 采用扫描电子显微镜(SEM)、电子探针(EPMA)和拉伸性能测试等手段,研究含Ru镍基单晶高温合金的显微组织、偏析行为和拉伸性能。结果表明:铸态下,Re,W强烈偏析于枝晶干而Ta,Al在枝晶间偏聚,Ru及其他元素分布趋于均匀。热处理后,Re,W偏析程度有所减轻;合金枝晶干和枝晶间处的γ'相均呈立方状,体积分数分别为63%和71%,平均尺寸分别为0.40μm和0.54μm。拉伸性能结果表明,随着拉伸温度升高,合金抗拉强度和屈服强度先升高后降低,在760℃时达到最大值,但断后伸长率最小,为8.8%。合金在25℃,760℃和980℃下的断裂机制分别为类解理断裂、滑移分离剪切断裂和韧窝-类解理复合断裂。 展开更多
关键词 单晶高温合金 RU 热处理 显微组织 拉伸性能
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