王丽丽
,
李嘉荣
,
唐定中
,
刘世忠
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.03.002
采用热压注工艺制备以钙稳定氧化锆为矿化剂的SiO2-ZrO2陶瓷型芯试板,继而通过定向凝固分别在1510℃和1530℃制备SiO2-ZrO2型芯与DZ125,DD5和DD6三种高温合金的界面反应空心试板,将空心试板于相同高度处横向剖开,对获得的合金/型芯界面反应试样的微观形貌进行SEM和EDS分析.结果表明,SiO2-ZrO2陶瓷型芯在1500℃以上的高温化学稳定性差,与DZ125,DD5和DD6合金均发生不同程度的界面化学反应,反应产物类型与合金成分密切相关.对于Hf含量较高的DZ125合金来说,合金中Hf与SiO2-ZrO2型芯中的SiO2反应生成HfO2,并在合金表面富集,阻止了合金中Al与型芯的反应.对于Hf含量较低的DD5,DD6合金来说,合金与SiO2-ZrO2型芯界面反应的产物是Al2O3,其由合金中Al与SiO2反应生成,而矿化剂钙稳定氧化锆对这一界面反应有促进作用.
关键词:
SiO2-ZrO2陶瓷型芯
,
DZ125
,
DD5
,
DD6
,
界面反应
,
钙稳定氧化锆
李志强
,
黄朝晖
,
谭永宁
,
张强
,
张宏炜
,
贾新云
,
王艳丽
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2011.5.001
在不同的热处理温度和变形条件下,研究了二代单晶DD5合金的再结晶组织随温度的变化规律以及对力学性能的影响.结果表明,经过吹砂处理后的试样,在高于1050℃热处理后就出现了再结晶,初始再结晶以胞状组织呈现,随着热处理温度的提高,再结晶逐渐转变为再结晶晶粒层；干吹砂后的再结晶层明显比水吹砂的厚.研究发现,含有再结晶层试样的拉伸和持久性能较标准试样有不同程度的下降,其下降程度随着试验温度升高而增加.
关键词:
单晶高温合金
,
DD5
,
再结晶组织
,
力学性能
孙元
,
刘纪德
,
侯星宇
,
王广磊
,
杨金侠
,
金涛
,
周亦胄
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00622
采用新型Ni-Co-Cr-W-B+DD99混合粉末钎料焊接DD5单晶高温合金, 分析钎料成分对接头显微组织演变和接头力学性能的影响, 探讨Ni-Co-Cr-W-B钎料/DD99合金粉的界面形成机制与接头形成机理. 结果表明, 在钎焊过程中, Ni-Co-Cr-W-B钎料/DD99合金粉的界面上首先形成了γ-Ni初生相, B偏析并析出细小颗粒状的M3B2 型硼化物, 在冷却过程中残余液相形成块状M3B2相、γ+γ′共晶相和γ-Ni+Ni3B+CrB共晶相. 提高混合粉末钎料中DD99合金粉的配比, 可有效抑制焊缝中的硼化物和低熔点共晶相的形成, 提高焊缝成分和组织均匀性. 当DD99合金粉的配比增加至70% (质量分数)时, B可均匀扩散至DD5母材和DD99合金粉中, 未观察到低熔点共晶相, 界面处脆性化合物相显著减少, 接头高温性能提高. 接头经过固溶处理和时效处理后, 在870 ℃的高温拉伸性能可提高至1010 MPa.
关键词:
单晶高温合金
,
大间隙钎焊
,
混合粉末钎料
,
微观组织
,
力学性能
孙元
,
刘纪德
,
侯星宇
,
王广磊
,
杨金侠
,
金涛
,
周亦胄
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00622
采用新型Ni-Co-Cr-W-B+DD99混合粉末钎料焊接DD5单晶高温合金,分析钎料成分对接头显微组织演变和接头力学性能的影响,探讨Ni-Co-Cr-W-B钎料/DD99合金粉的界面形成机制与接头形成机理.结果表明,在钎焊过程中,Ni-Co-Cr-W-B钎料/DD99合金粉的界面上首先形成了γ-Ni初生相,B偏析并析出细小颗粒状的M3B2型硼化物,在冷却过程中残余液相形成块状MB2相、γ+γ'共晶相和γ--Ni+Ni3B+CrB共晶相.提高混合粉末钎料中DD99合金粉的配比,可有效抑制焊缝中的硼化物和低熔点共晶相的形成,提高焊缝成分和组织均匀性.当DD99合金粉的配比增加至70％(质量分数)时,B可均匀扩散至DD5母材和DD99合金粉中,未观察到低熔点共晶相,界面处脆性化合物相显著减少,接头高温性能提高.接头经过固溶处理和时效处理后,在870℃的高温拉伸性能可提高至1010 MPa.
关键词:
单晶高温合金
,
大间隙钎焊
,
混合粉末钎料
,
微观组织
,
力学性能
崔仁杰
,
黄朝晖
中国有色金属学报(英文版)
doi:10.1016/S1003-6326(16)64323-6
研究含晶界强化元素碳、硼和铪的第二代镍基单晶高温合金DD5的组织演化和稳定性。利用光学显微镜、扫描电镜、电子探针、能量分散光谱和萃取试验研究DD5合金的铸态、热处理态和热暴露后的微观组织和成分。在铸态条件下，γ相为初生凝固相，枝晶间存在3种偏析相，其形貌取决于元素偏析程度。热处理后，枝晶杆内γ′相细小且立方化程度高，尺寸约为0.5μm，质量分数为61.685%，枝晶间存在不规则γ′相和MC/M23C6碳化物。经980°C、1000 h热暴露后，未发现TCP相析出，表明DD5合金在980°C具有较好的组织稳定性。
关键词:
单晶高温合金
,
DD5合金
,
显微组织演变
,
热处理
,
热暴露
秦健朝
,
崔仁杰
,
黄朝晖
,
赵金乾
,
张毅鹏
,
宗毳
,
陈升平
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2016.000127
采用籽晶法制备了二代镍基单晶高温合金DD5小角度晶界试样,研究小角度晶界对DD5合金力学性能的影响.结果表明:在870 ℃中温拉伸中,晶界角度小于16.1°时,合金抗拉强度和屈服强度无明显变化;晶界角度小于11.4°时,伸长率维持在15%以上;晶界角度大于11.4°后,伸长率开始快速下降;在980 ℃/250 MPa 持久条件下,当晶界角度小于5.1°时,持久寿命维持在140 h以上;当晶界角度大于5.1°时,持久寿命随晶界角度增大开始缓慢下降,至14.8°时,持久寿命仍保持为原来的85%;当晶界角度大于14.8°后持久寿命开始快速下降;在1093 ℃/158 MPa持久条件下,当晶界角度小于5.1°时,持久寿命维持在30 h以上;当晶界角度大于5.1°时,持久寿命随晶界角度增大而下降.
关键词:
高温合金
,
小角度晶界
,
持久寿命
,
拉伸性能
崔仁杰
,
黄朝晖
,
张毅鹏
,
秦健朝
材料热处理学报
研究了二代单晶高温合金DD5在980℃无载荷时效处理后的组织及性能变化.结果表明:DD5合金980℃时效后组织基本稳定,5000 h时效后未发现TCP相的析出.980℃时效中,150 h时效后γ'相呈规则立方状并未发生明显长大,平均尺寸达到约0.5 μm,1000 h时,γ '相基本呈立方形态分布,但平均尺寸约1μm,2500 h时γ'相粗化明显,5000 h时基本形成筏状组织.时效后,初生碳化物发生分解并有次生碳化物析出,包括点棒状MC(1),块状富Hf的MC(2),细小质点状M23C6.870℃抗拉强度值随时效时间延长逐渐下降,1000 h后下降5.5％,而5000 h后下降9.8％.持久寿命随时效时间延长呈逐渐递减趋势:980℃/207 MPa的持久寿命,1000 h后下降19％,5000 h后下降了43％;1070℃/140 MPa的持久寿命1000 h后下降38％,5000 h后下降了52％;1093℃/158 MPa的持久寿命1000 h后下降31％,5000 h后下降了52％.
关键词:
单晶高温合金
,
长期时效
,
组织
,
性能
孙元
,
刘纪德
,
刘忠明
,
杨金侠
,
李金国
,
金涛
,
孙晓峰
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2013.00406
利用SEM,EPMA和TEM,观察了在1453 K Co-Ni-Si-B钎料钎焊的DD5镍基单晶高温合金接头的显微组织,分析保温时间变化对接头显微组织和力学性能的影响,并深入讨论接头的形成机制.结果表明:接头主要由钎料合金区、界面连接区和元素扩散区3个区域组成.钎料合金区位于焊缝中央,由Ni-Co固溶体、M3B2型硼化物、CrB和Ni-Si化合物构成;与之相邻为界面连接区,主要为等温凝固形成的Ni-Co固溶体组织;元素扩散区位于界面连接区与母材之间,由γ相、γ'相和元素互扩散形成的颗粒状M3B2构成.随着保温时间的延长,焊接缺陷减少,界面连接区厚度增加,钎料合金区中球形Ni-Co固溶体尺寸增大,脆性化合物相数量减少,接头在1143 K的抗拉强度由198.5 MPa提高至580 MPa.高温拉伸试样的断口观察表明:断裂发生在焊缝处,为混合断裂模式,保温时间延长可提高焊缝与母材的界面结合强度,控制脆性化合物相的形成,改善接头的高温力学性能.综合考虑接头的组织和性能,最佳保温时间约为180 min.
关键词:
钎焊
,
单晶高温合金
,
钴基钎料
,
微观组织
,
力学性能
刘维维
,
李影
,
刘世忠
,
李嘉荣
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2011.08.007
采用薄壁试样研究了760,980,1070℃条件下[011]取向第二代单晶高温合金DD6的持久性能.结果表明:与标准试样(直径5mm)相比,DD6单晶高温合金薄壁试样的持久寿命与之相当.对合金760℃/590MPa,980℃/270MPa及1070℃/270MPa条件下组织分析发现:760℃合金γ’相局部发生变形,980,1070℃条件下DD6合金γ '相发生了定向粗化,形成筏排.
关键词:
单晶高温合金
,
DD6
,
薄壁性能
,
持久寿命
姚建省
,
唐定中
,
刘晓光
,
李鑫
,
王丽丽
,
曹春晓
,
丁方政
,
陈昊
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2015.6.001
采用光学显微镜、扫描电子显微镜及能谱等分析手段研究了DD6单晶合金与陶瓷型壳的界面反应.结果表明:DD6高温合金与陶瓷型壳的界面反应产物主要是Al2O3和HfO2,同时伴随着少量Ta元素的析出;界面反应层的厚度为5～6μm,反应产物在合金/型壳界面的富集,能够抑制氧化反应的进一步进行;高温下DD6合金与陶瓷型壳润湿角为145 ～150°,降低型壳内表面的气孔率能够减少毛细作用的产生,从而有效抑制界面反应的产生.
关键词:
DD6单晶合金
,
陶瓷型壳
,
界面反应
,
润湿
