乔海滨
,
刘林
,
赵新宝
,
汤鑫
,
张军
,
傅恒志
,
李相辉
,
曹腊梅
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2013.07.015
采用Thermo-calc热力学计算软件以及JMatPro分析软件对DD6镍基单晶高温合金真空感应熔炼过程中氧化物夹杂形成的热力学条件进行了计算分析.结果表明:DD6单晶高温合金熔化和凝固过程中形成的氧化物夹杂主要为Al2O3.热力学平衡状态下,熔化阶段和凝固阶段合金液中氧的活度分别在(3.21～14.0)×10-7,(1.63～4.89)×10-8 范围内.在真空度为0.1Pa时,采用CaO坩埚熔炼DD6合金将会造成熔体增氧和Al2O3夹杂的产生.为了使Al2O3夹杂含量降低至10×10-6以下,合金化开始前应将氧的含量控制在4.709×10-6以内.
关键词:
DD6
,
Al2O3夹杂
,
热力学计算
,
氧活度
严靖博
,
谷月峰
,
高义民
,
孙飞
,
赵新宝
,
党莹樱
,
杨珍
,
尹宏飞
中国有色金属学报
研究铁镍基高温合金GH2984在700~750℃蠕变期间的显微组织演变及其对性能的影响。结果表明：在(700℃，300 MPa)蠕变条件下，合金持久寿命仅160 h，变形过程中晶界处的应力集中并促进裂纹的萌生与扩展是造成合金失效的主要原因。应力降至200 MPa时，晶粒旋转导致晶界处应力集中得到释放，抑制裂纹萌生并进而使合金持久寿命明显增长。然而，随着蠕变温度的增加，晶粒在变形过程中伴随出现动态再结晶。这一现象虽然使得合金持久塑性有所增加，但晶粒加工硬化程度较低造成合金持久寿命明显缩短。
关键词:
铁镍基高温合金
,
蠕变
,
应力集中
,
动态再结晶
赵新宝
,
党莹樱
,
尹宏飞
,
鲁金涛
,
袁勇
,
崔传勇
,
谷月峰
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.05.007
利用材料相图与性能模拟计算软件JMatPro,研究了难熔元素W,Mo,Nb和Fe含量的变化对一种新型镍铁基高温合金拓扑密排相(TCP)和碳化物相析出及高温性能的影响.结果表明:新型镍铁基高温合金晶内强化相为γ'相,晶界为M23C6碳化物;在合金中添加Mo,W,Nb均可提高合金的持久强度和屈服强度;增加合金中Mo,Nb,Fe的含量会提高Laves相和d相的析出温度;为避免在长期服役过程中合金析出较多的TCP相,在合金中添加不超过0.6％(质量分数,下同)的Nb或不超过1％的Mo和W,以使TCP相的析出温度尽可能低于使役温度.
关键词:
超超临界
,
镍铁基高温合金
,
热力学计算
,
析出相
刘刚
,
刘林
,
赵新宝
,
张卫国
,
金涛
,
张军
,
傅恒志
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2009.00419
采用双区加热和液态金属冷却法(LMC)相结合,对一种含4%Re(质量分数)的镍基单晶高温合金进行了高温度梯度定向凝固.结果表明:与传统的"高速凝固法(HRS)"(温度梯度G=20-40 K/cm,抽拉速率V=50-100μm/s,一次枝晶间距λ_1=200-400μm)相比,该技术可以显著提高凝固界面前沿的温度梯度(G=238 K/cm)和抽拉速率(V=500 μm/s).随着抽拉速率的提高,凝固界面形态呈现出平面、胞状、粗大枝晶和细枝晶形态,一次枝晶间距不断减小,通过固态相变析出的,γ'强化相也被显著细化,当G=238 K/cm,V=500μm/s时,λ_1和枝晶干γ'相平均尺寸分别减小到61.3和0.04 μm.电子探针测定表明,随着抽拉速率的提高,枝晶偏析呈现先增大后减小的趋势.这是高温度梯度条件下,固相反扩散作用强烈影响元素在枝晶中分布的结果.
关键词:
镍基单晶高温合金
,
高温度梯度
,
枝晶偏析
,
微观组织
党莹樱
,
赵新宝
,
尹宏飞
,
鲁金涛
,
袁勇
,
杨珍
,
谷月峰
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.09.009
对Inconel 740H合金管材在750℃进行500～3000h的无应力时效实验,采用热力学模拟,OM,FEG-SEM,显微硬度测定等方法研究了合金微观组织及显微硬度的变化趋势.结果表明:供货态(固溶处理)管材的合金成分及拉伸性能等均满足ASME要求,管材合格;长期时效后合金的主要析出相为γ'及M23C6,无η,ρ等有害相析出.随着时效时间的延长,γ'粒子的粗化速率较快,其规律符合LSW熟化理论,M23C6相尺寸变化不明显;合金的显微硬度呈现先上升后下降的变化趋势,但整体波动较小.长期时效后合金组织及显微硬度的变化表明Inconel 740H在750℃/3000h条件下的组织稳定性较好,可用于进一步进行持久等长时力学性能的检验.
关键词:
Inconel 740H
,
长期时效
,
组织稳定性
,
显微硬度
赵新宝
,
尹宏飞
,
党莹樱
,
鲁金涛
,
袁勇
,
杨珍
,
谷月峰
稀有金属
利用热力学计算软件JMatPro和镍铁基合金数据库,计算分析了一种新型γ'相强化镍铁基高温合金的凝固特征温度和热力学平衡相的析出行为;评估了调整γ'相形成元素Ai、Ti,抗蚀元素Cr和C含量对合金凝固特征温度和相析出行为的影响.结果表明:合金主要相组成为γ、γ'、MC和M23C6;随着Ti和Al含量的提高,γ'相的析出温度和含量增加,Ti元素的影响更显著;Cr含量的增加会降低合金液相线、固相线和M23C6相的析出温度并致M23C6相的析出含量先增加后减小;增加C含量会减小合金的结晶温度间隔、提高MC和M23C6相的析出温度和析出含量.本模拟研究结果将为合金的优化设计提供参考.
关键词:
镍铁基高温合金
,
强化相元素
,
析出相
,
热力学计算
杨初斌
,
刘林
,
赵新宝
,
李亚峰
,
张军
,
傅恒志
稀有金属材料与工程
通过籽晶法控制晶体取向,研究了双晶镍基高温合金AM3胞状枝晶界面定向凝固过程中的双晶竞争生长.结果表明,两籽晶<001>取向的相对位置对晶粒竞争生长有很大的影响.双晶<001>取向在不同平面时,晶粒竞争生长的主要方式是通过物理阻挡,在晶界处处于阻挡优势的晶粒在竞争生长中胜出.对双晶的<001>取向在同一平面时,两籽晶以大角度背离发散生长时,在双晶的发散区容易生成杂晶.
关键词:
高温合金
,
定向凝固
,
竞争生长
,
胞状枝晶界面
赵新宝
,
谷月峰
,
鲁金涛
,
严靖博
,
尹宏飞
稀有金属
GH4169合金是沉淀强化型镍铁基高温合金,在航空发动机、石油、核工业等领域已得到广泛应用.以往研究表明,当使用温度超过650℃时,其主要强化相y”会发生相转变,使强化相的体积分数和强化效应下降,限制了合金在更高温度领域的应用.本研究在总结GH4169合金组织、析出相特征和相关性能的基础上,介绍δ相的析出和分布与合金性能的关系,总结了该合金的成分改性特点,对该合金在700℃甚至更高温度/低应力下长期使用的可能性做出了展望.
关键词:
镍铁基高温合金
,
析出相
,
热处理
,
力学性能
赵新宝
,
刘林
,
张卫国
,
屈敏
,
张军
,
傅恒志
稀有金属材料与工程
在高梯度定向凝固装置中采用枝晶方向与热流偏离的籽晶制备AM3晶体,分析晶体生长过程中杂晶的形核原理和不同晶粒的竞争淘汰机制.结果表明,枝晶方向与热流偏离造成的过冷可促使杂晶的形成.枝晶生长方向与热流偏离较大的晶粒在一定条件下可淘汰枝晶方向与热流接近的晶粒;晶粒的竞争与淘汰过程受晶粒间枝晶的相对位向、晶粒生长方向与热流方向的夹角大小、晶粒的晶体取向等因素有关.
关键词:
单晶高温合金
,
杂晶
,
形核
,
竞争生长
鲁金涛
,
杨珍
,
徐松乾
,
赵海平
,
赵新宝
,
谷月峰
机械工程材料
doi:10.11973/jxgccl201510009
通过高温氧化试验研究了 Inconel 740 H 合金在750℃的动态纯水蒸气环境中的氧化行为。结果表明：Inconel 740 H 合金的氧化增重近似遵循抛物线规律,随氧化时间的延长氧化产物粗大；氧化膜形貌与在干燥空气中氧化的明显不同,但未发现明显的氧化膜开裂和剥落现象；合金氧化100 h 后形成连续的 Cr2 O 3氧化膜,氧化膜厚度随着氧化时间的增加而增大；氧化1000 h后形成的氧化膜主要由 Cr2 O 3和少量的(Mn,Ni)Cr2 O 4尖晶石组成,靠近氧化膜的合金内部出现明显的贫铬区,并伴生少量的 Al2 O 3和 TiO 2内氧化产物。
关键词:
Inconel 740H合金
,
纯水蒸气
,
高温氧化
,
超超临界机组
