新型含Ru单晶高温合金的拉伸性能及变形机理

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作者 刘震 王志成 +4 位作者 曾强 秦海龙 谢锦丽 江亮 张华 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第3期891-902,共12页

研究了一种新型含Ru高代次单晶高温合金(DD476)室温至1200℃的拉伸性能,并对拉伸断口及其附近的微观组织演变进行分析。结果表明:该合金经过完全热处理后的γ'相趋于立方状,枝晶干与枝晶间γ'相尺寸分别为225和330 nm,且元素偏... 研究了一种新型含Ru高代次单晶高温合金(DD476)室温至1200℃的拉伸性能,并对拉伸断口及其附近的微观组织演变进行分析。结果表明:该合金经过完全热处理后的γ'相趋于立方状,枝晶干与枝晶间γ'相尺寸分别为225和330 nm,且元素偏析得到大幅改善,仅Re和W仍存在部分偏析;随变形温度的升高,屈服强度、极限抗拉强度先升高后降低,而伸长率和断面收缩率表现出相反的现象,拉伸断口特征由类解理断裂趋转变为以韧窝为主的韧性断裂。室温拉伸时,合金的滑移系开动较少,呈单系滑移状态。拉伸温度升高到760和980℃时,更多滑移系被激活而产生交滑移。随着拉伸温度的升高,断口附近位错由绕过γ'相逐渐转变为切过γ'相,而且在980℃变形时开始产生γ'相筏化,温度升高致使位错促进γ'相筏化。当温度达到1200℃时,位错基本消失,同时γ基体通道内析出细小的二次γ'相。 展开更多

关键词 单晶高温合金 显微组织 拉伸性能 断口形貌 位错

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PREP工艺制造的镍基高温合金粉末中夹杂物 被引量：7

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作者 张莹 张义文 +5 位作者 吕日红 黄虎豹 张国星 韩寿波 刘明东 孙志坤 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2037-2045,共9页

夹杂物是影响粉末冶金产品质量的主要因素之一。采用SEM、XRD、EPMA等手段通过对等离子旋转电极制粉工艺(PREP)制取的镍基高温合金粉末中夹杂物的形貌特征、化学组成的研究,将不同工序处理后粉末中的夹杂物进行分类,统计分析其存在形式... 夹杂物是影响粉末冶金产品质量的主要因素之一。采用SEM、XRD、EPMA等手段通过对等离子旋转电极制粉工艺(PREP)制取的镍基高温合金粉末中夹杂物的形貌特征、化学组成的研究,将不同工序处理后粉末中的夹杂物进行分类,统计分析其存在形式、尺寸、数量及分布。结果表明:粉末中的夹杂物按产生机制和来源主要分为陶瓷、熔渣、有机物、粉末粘连夹杂物或升华物形成的异常颗粒。经过筛分和静电处理后,残留在成品粉末中的陶瓷占夹杂物总数量的7%,熔渣占53%,有机物占40%。筛分和静电分离去除各类夹杂物的能力主要与成品粉末的粒度和夹杂物的密度、介电常数及其尺寸、形态有关。 展开更多

关键词 PREP工艺 镍基高温合金粉末 夹杂物 粉末处理

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微量Si改善铸造TiAl合金定向层片组织持久性能研究 被引量：5

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作者 张熹雯 朱春雷 +1 位作者 李海昭 张继 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期11-15,共5页

研究添加0.2%(原子分数)Si对定向层片组织TiAl合金持久性能的影响。实验表明,添加微量Si可显著提高TiAl合金800℃/220MPa条件下的持久寿命;800℃/300MPa和850℃/220MPa条件下,TiAl和TiAl-0.2Si合金持久寿命均明显减少,但微量Si提高TiAl... 研究添加0.2%(原子分数)Si对定向层片组织TiAl合金持久性能的影响。实验表明,添加微量Si可显著提高TiAl合金800℃/220MPa条件下的持久寿命;800℃/300MPa和850℃/220MPa条件下,TiAl和TiAl-0.2Si合金持久寿命均明显减少,但微量Si提高TiAl合金持久寿命的作用却相对更大。组织观察表明,TiAl-0.2Si合金铸造组织中已有Ti5Si3型析出相,但仍具有层片组织取向一致的特征。根据持久实验前后及中间取样的组织对比分析结果,认为添加微量Si提高了层片组织的稳定性,从而减缓层片组织的退化、提高了TiAl合金定向层片组织的持久寿命。 展开更多

关键词 铸造TIAL合金 定向层片组织 Si微合金化 持久性能

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GH4720Li合金中析出相的研究进展 被引量：13

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作者 曲敬龙 易出山 +3 位作者 陈竞炜 史玉亭 毕中南 杜金辉 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期73-83,共11页

GH4720Li高温合金因其具有良好的高温强度、抗疲劳和抗腐蚀性能以及长期组织稳定性,被广泛应用于高性能航空发动机涡轮盘等转动部件。本文归纳了GH4720Li高温合金中γ'相的作用机理和演变规律,并分析了γ'相与高温性能之间的关... GH4720Li高温合金因其具有良好的高温强度、抗疲劳和抗腐蚀性能以及长期组织稳定性,被广泛应用于高性能航空发动机涡轮盘等转动部件。本文归纳了GH4720Li高温合金中γ'相的作用机理和演变规律,并分析了γ'相与高温性能之间的关联性和γ'相与残余应力的交互影响规律。此外,还综述了GH4720Li高温合金的改型研究进展,展望了未来分区控冷技术和双组织双性能盘制备技术在高温合金中的应用。 展开更多

关键词 GH4720Li高温合金 析出相 热加工 服役性能 残余应力 新型合金

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TNM-TiAl合金室温高周疲劳性能研究 被引量：1

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作者 孙冠泽 曹睿 +1 位作者 周鑫 王红卫 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第12期141-147,共7页

采用升降法与成组法对TNM-TiAl合金试样进行了应力比R=-1的室温拉压疲劳和R=0.1的室温拉伸疲劳试验,得到TNM-TiAl合金的P-S-N曲线,并对断口进行了分析。结果表明:TNM-TiAl合金对应力十分敏感,R=-1和R=0.1时的曲线整体呈较为平直的斜线,R... 采用升降法与成组法对TNM-TiAl合金试样进行了应力比R=-1的室温拉压疲劳和R=0.1的室温拉伸疲劳试验,得到TNM-TiAl合金的P-S-N曲线,并对断口进行了分析。结果表明:TNM-TiAl合金对应力十分敏感,R=-1和R=0.1时的曲线整体呈较为平直的斜线,R=-1时的疲劳极限为414.7 MPa,R=0.1时的疲劳极限为285.6 MPa。R=0.1的S-N曲线远低于R=-1的S-N曲线;R=-1时,应力幅与疲劳寿命的关系满足Basquin方程。疲劳试件宏观断口较为粗糙,静态拉伸宏观断口平整,两者差异较大。拉伸断口整体分为裂纹萌生区与扩展区,其中起裂源均位于试样表面或板状试件的边角棱线处,起裂源区域包括γ相的解理断裂面、片层团的沿层解理面以及β0相平整的穿晶断裂平面等特征。疲劳断口整体分为裂纹萌生区、扩展区与瞬断区,其中裂纹萌生区分为表面沿层起裂和γ相起裂。TNM-TiAl合金的疲劳断裂为脆性断裂,主要体现在扩展区上大量的片层团穿层断裂、扭折撕裂、γ相解理断裂和β0相穿晶断裂。同寿命量级下,R=-1的断口与R=0.1的断口断裂类型相似,但R=-1的断口萌生区与扩展区更加平整。90%疲劳寿命中断试件未出现微裂纹,证明疲劳寿命主要体现在裂纹的萌生,而裂纹扩展的寿命占比不到总寿命的10%。 展开更多

关键词 高周疲劳 TNM-TiAl合金 P-S-N曲线 疲劳断裂机理 应力比

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铸造TiAl合金疲劳寿命统计分布 被引量：7

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作者 万文娟 韩波 +1 位作者 韩伟 张继 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期71-77,共7页

对铸造Ti-47.5Al-2.5V-1.0Cr-0.2Zr（原子分数/%）合金层片组织进行了疲劳测试,获得了单一应力下的疲劳寿命数据,通过断口观察和数据统计处理,分析了疲劳寿命的分布特点及其控制因素。结果表明：实验合金的疲劳寿命具有显著波动,波动范... 对铸造Ti-47.5Al-2.5V-1.0Cr-0.2Zr（原子分数/%）合金层片组织进行了疲劳测试,获得了单一应力下的疲劳寿命数据,通过断口观察和数据统计处理,分析了疲劳寿命的分布特点及其控制因素。结果表明：实验合金的疲劳寿命具有显著波动,波动范围为10^3~10^6周;并集中分布在长、短两个寿命区间内。这一现象和导致疲劳试样失效的疲劳裂纹源的类型有关;其中,短寿命试样的疲劳裂纹起源于疏松孔洞,长寿命试样的疲劳裂纹源为弥合界面和软取向层片界面。建立了三种裂纹源对疲劳寿命的影响的两参数威布尔分布模型,可进行对应于某一失效概率的疲劳寿命预测。三种疲劳裂纹源中,疏松孔洞对疲劳寿命不利影响的程度最为严重。 展开更多

关键词 TIAL合金 疲劳寿命 铸造缺陷 威布尔分布

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浇注系统对离心铸造TiAl合金杆形件缩孔缺陷的影响 被引量：2

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作者 胡海涛 张熹雯 +2 位作者 朱春雷 李胜 张继 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期53-61,共9页

采用数值模拟方法研究杆形件直径和补缩冒口结构对离心铸造TiAl合金杆形件缩孔缺陷的影响,并根据充型和凝固温度场对影响的原因进行分析。结果表明:杆形件直径由16mm增加到20mm,并进一步设计成入口处直径20mm、远端直径16mm的锥形,杆形... 采用数值模拟方法研究杆形件直径和补缩冒口结构对离心铸造TiAl合金杆形件缩孔缺陷的影响,并根据充型和凝固温度场对影响的原因进行分析。结果表明:杆形件直径由16mm增加到20mm,并进一步设计成入口处直径20mm、远端直径16mm的锥形,杆形件补缩通道被阻塞的趋势逐渐减小,用于补缩的金属液温度提高,凝固时间逐渐增长,因而补缩效果提高,杆形件缩孔缺陷水平逐渐降低;基于杆形件的锥形设计,相比无补缩冒口的杆形件,增加环形补缩冒口,充型时金属液顺序凝固趋势减弱,凝固时用于补缩的金属液温度降低,凝固时间缩短,因而补缩效果降低,缩孔缺陷水平略有提高;增加锥形补缩冒口,充型时金属液顺序凝固趋势增强,凝固时用于补缩的金属液温度提高,凝固时间增长,因而补缩效果提高,缩孔缺陷水平降低。优选最佳设计进行了浇注实验,杆形件剖面最大缺陷孔隙率平均值与模拟实验的结果基本一致。 展开更多

关键词 TIAL合金 离心铸造 杆形件直径 补缩冒口结构 缩孔缺陷 数值模拟

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TiAl合金择优取向层片组织的高周疲劳行为 被引量：3

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作者 万文娟 韩波 +1 位作者 韩伟 张继 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期87-92,共6页

采用旋转弯曲的加载方式,评价了Ti-47.5Al-2.5V-1.0Cr-0.2Zr(原子分数/%)合金择优取向层片组织的高温高周疲劳性能,并对疲劳断口进行了扫描电镜分析。结果表明:该合金表现出符合Basquin方程的平直S-N曲线,750℃条件疲劳极限相当于其抗... 采用旋转弯曲的加载方式,评价了Ti-47.5Al-2.5V-1.0Cr-0.2Zr(原子分数/%)合金择优取向层片组织的高温高周疲劳性能,并对疲劳断口进行了扫描电镜分析。结果表明:该合金表现出符合Basquin方程的平直S-N曲线,750℃条件疲劳极限相当于其抗拉强度的60%;断口观察发现,所有试样中的疲劳裂纹均以穿层片方式扩展,表明该种组织的界面对疲劳裂纹扩展具有较高的抗力。 展开更多

关键词 TIAL 择优取向层片组织 疲劳 S-N

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TiAl合金高周疲劳行为的基本特征 被引量：3

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作者 万文娟 韩伟 张继 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第23期8-11,共4页

综述了新型高温结构材料TiAl合金的高周疲劳行为基本特征,包括疲劳极限、疲劳强度和应力-寿命行为。分析TiAl合金高周疲劳S-N曲线特点发现,TiAl合金不具有疲劳极限,合金成分和组织形态是影响TiAl合金疲劳强度的关键因素。总结不同温度下... 综述了新型高温结构材料TiAl合金的高周疲劳行为基本特征,包括疲劳极限、疲劳强度和应力-寿命行为。分析TiAl合金高周疲劳S-N曲线特点发现,TiAl合金不具有疲劳极限,合金成分和组织形态是影响TiAl合金疲劳强度的关键因素。总结不同温度下的TiAl合金高周疲劳性能发现,当温度由韧-脆转变温度以下提高至该温度以上时,合金的高周疲劳寿命对循环应力变化的敏感性得到了明显改善。此外,还着重讨论了TiAl合金层片组织的疲劳寿命波动性问题,认为层片组织的随机取向是影响疲劳裂纹形核和小裂纹扩展过程的关键因素,从而导致合金高周疲劳寿命产生明显波动。根据该波动机理,探讨了增加TiAl合金高周疲劳寿命、降低其波动性的组织优化途径。 展开更多

关键词 TIAL 高周疲劳 S-N曲线 疲劳寿命波动

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层片组织铸造Ti-47.5Al-2.5V-1.0Cr合金的900℃拉伸失效 被引量：1

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作者 朱春雷 邹靖华 +2 位作者 姜明智 李胜 张继 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期157-162,共6页

本文在真空和大气中以两种位移速率(简称DR)测试了铸造Ti-47.5Al-2.5V-1.0Cr(at.%)合金层片组织900℃抗拉强度,并采用SEM和EDS分析拉伸试样表面反应层形貌、断口及断口附近微观组织,以研究该合金900℃拉伸断裂失效行为。结果表明:当DR=1... 本文在真空和大气中以两种位移速率(简称DR)测试了铸造Ti-47.5Al-2.5V-1.0Cr(at.%)合金层片组织900℃抗拉强度,并采用SEM和EDS分析拉伸试样表面反应层形貌、断口及断口附近微观组织,以研究该合金900℃拉伸断裂失效行为。结果表明:当DR=1.5mm/min时,真空中拉伸试样和反应层开裂的大气拉伸试样抗拉强度基本相当;当DR降低到0.1mm/min时,真空拉伸试样和反应层明显破裂的大气拉伸试样抗拉强度分别降低130MPa和156MPa。位移速率降低造成基体组织退化所导致的强度降低值明显大于高温表面氧化所致的强度降低值。该合金900℃拉伸断裂失效是基体组织退化和高温氧化共同作用的结果,其中基体组织退化是主要因素。 展开更多

关键词 TIAL合金 高温拉伸 组织退化 高温氧化

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Ti-22Al-25Nb合金热处理工艺参数的正交试验分析 被引量：5

11

作者 骆晨 刘凯 +2 位作者 史晓强 梁晓波 张建伟 《热加工工艺》 北大核心 2020年第16期121-124,共4页

热处理工艺参数是影响Ti-22Al-25Nb合金力学性能的重要因素。采用正交试验分析方法研究了固溶温度、淬火介质和时效温度等热处理工艺参数对室温拉伸性能的影响规律。结果表明,各因素对抗拉强度及伸长率的影响程度为:固溶温度>时效温... 热处理工艺参数是影响Ti-22Al-25Nb合金力学性能的重要因素。采用正交试验分析方法研究了固溶温度、淬火介质和时效温度等热处理工艺参数对室温拉伸性能的影响规律。结果表明,各因素对抗拉强度及伸长率的影响程度为:固溶温度>时效温度>淬火介质,其中,固溶温度对抗拉强度的影响最为显著。获得了在试验范围内的最佳热处理工艺参数:固溶温度980℃,淬火介质3,时效温度840℃。 展开更多

关键词 Ti-22Al-25Nb 正交分析 热处理 拉伸性能

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涡轮导向器精密铸造工艺数值模拟及优化 被引量：1

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作者 周志军 王亚宇 +3 位作者 黄鹏飞 张波 李洪伟 谢锦丽 《热加工工艺》 北大核心 2023年第19期62-66,共5页

借助ProCAST软件对涡轮导向器开展工艺设计与数值模拟,深度分析充型-凝固过程的潜在问题及缺陷形成原因。在此基础上,通过调整浇注方式、冒口数量与尺寸、铸件凝固顺序等措施优化了工艺,同时进行了数值模拟。结果表明,优化工艺的充型过... 借助ProCAST软件对涡轮导向器开展工艺设计与数值模拟,深度分析充型-凝固过程的潜在问题及缺陷形成原因。在此基础上,通过调整浇注方式、冒口数量与尺寸、铸件凝固顺序等措施优化了工艺,同时进行了数值模拟。结果表明,优化工艺的充型过程较为稳定,其铸件遵循顺序凝固原则且未形成缺陷,金属利用率由12.13%提高至43.18%,并通过实际铸件对优化工艺进行验证,铸件质量满足EMS52301/2规范要求。 展开更多

关键词 涡轮导向器 精密铸造 数值模拟 金属利用率

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