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题名镍基高温合金GH4065A高温疲劳断裂机制研究
被引量：1
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作者
李林翰
张继
张文云
田强
秦鹤勇
张北江
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机构
钢铁研究总院有限公司高温材料研究所
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出处
《材料工程》
北大核心
2025年第1期72-80,共9页
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基金
国家重点研发计划(2022YFB3705102)
国家科技重大专项(2017-Ⅵ-0015-0087,2017-Ⅵ-0018-0090)。
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文摘
针对新一代航空发动机涡轮盘用超低C,N含量的变形高温合金GH4065A,系统表征和定量统计了合金的夹杂物组织。对细晶态和粗晶态试样开展了400℃和650℃不同载荷水平下的疲劳实验。通过对疲劳断裂源组织进行表征分析,研究了合金的疲劳断裂机制。结果表明,合金的夹杂物主要为氮化物。在细晶组织状态下,高温疲劳断裂机制为氮化物(单独和团簇态)起始断裂。高应变幅载荷下(≥0.9%),断裂源主要为试样表面氮化物,极少情况为表面硼化物和氧化物(Al_(2)O_(3)和MgSiO_(3)),且只有Al_(2)O_(3)导致合金过早疲劳断裂;低应变幅载荷下(<0.9%),断裂源为氮化物-解理面型,均在试样近表面/内部。两种不同的断裂方式分别导致高应变幅载荷下400℃疲劳寿命高于650℃疲劳寿命,低应变幅载荷下反之。统计发现,引起疲劳断裂的所有氮化物的尺寸全部达到/超过细晶组织平均晶粒尺寸。在粗晶组织状态下,400℃下疲劳断裂机制为准解理起始断裂。晶粒尺寸的增加极大降低了可能诱发疲劳开裂的夹杂物的有效数量,滑移诱发的解理断裂成为主导断裂机制。
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关键词
镍基高温合金
疲劳
夹杂物
氮化物
断裂源
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Keywords
Ni-base superalloy
fatigue
inclusion
nitride
crack initiation
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分类号
TG132.32
[一般工业技术—材料科学与工程]
TG111.8
[金属学及工艺—物理冶金]
TB31
[一般工业技术—材料科学与工程]
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题名W元素在新型镍基粉末高温合金中的强化作用
被引量：1
- 2
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作者
贾建
罗俊鹏
张浩鹏
闫婷
侯琼
张义文
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机构
钢铁研究总院有限公司高温材料研究所
北京钢研高纳科技股份有限公司
中国航发南方工业有限公司
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出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第15期50-55,共6页
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基金
国家重点研发计划(2022YFB3404502)。
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文摘
通过真空感应熔炼(VIM)棒料+电极感应熔炼氩气雾化(EIGA)制粉+热等静压(HIP)成形+热处理(HT)工艺制备三种W含量(质量分数4.1%、6.1%和8.1%)的新型镍基粉末高温合金实验锭坯。以此锭坯为对象,结合金属材料相图计算及材料性能模拟软件JMatPro 6.5计算,利用SEM、EBSD和XRD分析W含量对热处理态锭坯显微组织(如晶粒尺寸、退火孪晶、γ′强化相及错配度)的影响,测试分析不同温度下合金的拉伸性能,通过经验公式量化分析各强化机制对合金室温屈服强度的贡献情况。结果表明,随着W含量增加,γ基体层错能明显降低,热处理态退火孪晶界Σ3数量增多;W促使晶内一次γ′强化相由立方状加速粗化为固态枝晶状,对γ′总量和二次、三次γ′的影响不大;W进入γ基体产生晶格畸变的程度大于γ′强化相,使得γ′/γ错配度呈下降趋势;W有助于提高室温和650~800℃拉伸强度,但略微降低塑性;W主要起固溶强化、γ/γ′共格应变强化和晶界强化作用,其中固溶强化贡献相对最低,固溶强化时以强化γ基体为主,γ基体固溶强化和γ/γ′共格应变强化效果随W含量增加而减弱,W含量为6.1%时晶界强化效果最大;固溶强化、γ/γ′共格应变强化和晶界强化贡献值总和不足室温屈服强度实测值的50%,合金以γ′相沉淀强化为主,测试值和计算值较为吻合。
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关键词
粉末高温合金
退火孪晶
错配度
层错能
固溶强化
共格应变强化
晶界强化
沉淀强化
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Keywords
powder metallurgy superalloy
annealing twin boundaries
lattice mismatch
stacking fault energy
solid solution strengthening
coherent strain strengthening
grain boundary strengthening
precipitation strengthening
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分类号
TF803.21
[冶金工程—有色金属冶金]
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