郑运荣
,
谢济洲
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2009.6.001
对DZ22及其不含Hf的改型合金用快冷和缓冷两种凝固工艺制备出定向凝固试样,在760℃和1.0~1.4%总应变条件下测定其低周疲劳(LCF)性能,用光学金相、定量金相及扫描电镜观测了试样原始组织、疲劳过程组织的变化以及断口特征.结果表明:加Hf显著提高了合金的LCF寿命,缓冷凝固则严重损害合金的LCF性能;LCF裂纹大多产生于疲劳寿命的后半期,主要出现在柱晶界、枝晶间、滑移带界面以及MC碳化物处;滑移带的出现是LCF损伤的先兆,在滑移作用下MC碳化物群体开裂并向周围扩展留下疲劳条痕,是这类合金中温LCF断裂的重要特征.本研究还讨论了减少或细化碳化物对延长LCF寿命的实用意义.
关键词:
定向凝固高温合金
,
低周疲劳
,
显微组织
,
MC碳化物
,
断裂
马书伟
,
郑运荣
材料研究学报
用含Hf的中间层合金钎接或暂存液相连接单晶高温合金时,为了使Hf尽快地由焊缝区向母体合金扩散,研究了Hf在基体相Ni(γ)和Ni3AI(γ′)中的扩散行为,并算出扩散系数和扩散激活能,找到了扩散系数与温度、浓度的关系,为选择合适的焊接条件提供依据
关键词:
Hf扩散
,
null
,
null
周静怡
,
赵文侠
,
郑真
,
曲士昱
,
贾新云
,
郑运荣
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2014.08.017
采用差示扫描量热(DSC)、等温淬火和显微组织分析方法对比分析含硼量为0.005％(质量分数,下同)和0.03％的IC10合金显微组织及组成相的形成过程,研究不同硼含量合金中初生相的析出温度及析出顺序.结果表明:DSC的冷却曲线上可显示出γ、MC碳化物、(γ+γ')共晶以及次生γ'的析出峰,但微量相M3B2硼化物和Ni5 Hf相未能显示.等温淬火法可以确定所有相的析出温度.不同含硼量合金的相组成相同,按形成先后顺序六种相分别为γ、MC、(γ+γ')共晶、次生γ'、M3B2和Ni5 Hf.IC10合金含硼量的增加,显著提高了M3B2和(γ+γ')共晶的含量(体积分数),使合金液相线和固相线温度降低,同时延缓了MC碳化物和(γ+γ')共晶的形成.
关键词:
镍基高温合金
,
IC10
,
凝固
,
硼
,
显微组织
杨忠林
,
莫龙生
,
蔡玉林
,
郑运荣
中国腐蚀与防护学报
采用静态高温氧化、热腐蚀试验以及多种物理分析方法研究了镍基合金上的铝—硅涂层的防护性能。揭示了硅在涂层中的分布形式及其在高温曝置期间的变化情况。指出铝—硅涂层的防护性能明显优于渗铝涂层,而且在本试验范围内随硅含量的增加而提高。这是由于: (a) 铝—硅涂层减轻或防止涂层中“MC碳化物缺口”的出现; (b) 含硅的γ′-相具有优良的抗氧化性能; (c) 1100℃短时间曝置后在Al—Si涂层与基体界面处形成的连续的富硅M_6C“隔层”起扩散屏障的作用。
关键词:
郑运荣
,
马书伟
,
张军
,
黄卫东
,
傅恒志
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2001.07.001
研究了Ni3Al/ Ni7Hf2定向共晶复合材料的组织和凝固行为。结果表明， Ni- 5.8Al-32Hf 和 Ni-4Al-26Hf-8Cr-4W 合金是这类Ni3Al/ Ni7Hf2定向共晶复合材料的合适成分。这两种合金在铸态下存在Ni3Al和Ni7Hf2相。缓慢凝固时会出现少量β-NiAl相。三元合金和五元合金的凝固范围分别为41℃和57℃，临界G/R值分别为5×105和7×106℃*s*cm－2 。对三元合金在温度梯度G=250℃*cm－1 和生长速率R=5μm*s－1，对五元合金在G=350℃ cm－1和R=1μm*s－1 条件下制备了平行于生长方向定向排列Ni3Al/Ni7Hf2片状共晶材料。
关键词:
定向共晶合金
,
凝固
,
显微组织
郑运荣
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2003.z1.051
介绍了20世纪60年代以来我国五家研究机构共同研制低Cr高W铸造镍基高温合金的研究背景和发展历程.通过对300余炉合金成分和铸造工艺的调整,深化了对C,B,Zr,Co和Nb等元素在合金中作用的认识,对合金中α-W、初生M6C、初生μ相和Ni5Zr等反常相的形成条件、有害作用以及避免措施作了深入研究,最终开发出了K19,K19H,K20,K21和601低Cr高W系列合金,在1000～1100℃温度范围内合金的高温承温能力比同年代合金高10～30℃.但是该系列合金最终没有在航空发动机上得到应用,由此引发的思考也在文中加以论述.
关键词:
高温合金
,
低Cr高W
,
力学性能
,
发展与应用
郑运荣
,
蔡玉林
,
阮中慈
,
马书伟
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2006.03.006
在高温合金中,元素Hf和Zr可以促进γ+γ′共晶、MC(2)碳化物、M2SC碳硫化物和Ni5M相的形成,改变草书状MC和M3B2成为块状并且通过净化晶界或枝晶间自由态的S来提高这些薄弱部位的结合强度,从而延迟裂纹的形成和扩展.Hf和Zr可提高铸造高温合金室温拉伸和中温持久的强度和塑性.Hf,Zr抑制次生碳化物M23C6和M6C的生成,从而提高了合金在高温长时热暴露时的显微组织稳定性.Hf,Zr降低合金的初熔温度,Ni5Hf和Ni5Zr相的初熔被认为是Hf,Zr影响初熔的主要原因.通过1150℃/8h的预处理,Ni5Hf以Ni5Hf+γ(C)→MC(2)+γ反应或者固溶两种方式被消除.元素Hf可以缩小枝晶间失去毛细管补缩能力和固相线之间的温度范围,还能降低枝晶间液池沟通所需的液体量.在凝固后期枝晶间的富Hf熔体具有很好的流动性、浸润性和趋肤效应,这些都是降低合金热裂倾向、提高合金可铸性和焊接性能的有利因素.具有高的化学活性的富Hf液膜容易在铸件表面形成Hf2O薄层.Hf和Zr是钎焊用中间层合金的降熔点元素.根据凝固过程中富Hf,Zr熔体的成分最终发展出Ni-18.6Co-4.5Cr-4.7W-25.6Hf和Ni-10Co-8Cr-4W-13Zr两种中间层合金,使单晶高温合金的无Si、B连接成为现实.还发展出了定向凝固片状Ni3Al/Ni7Hf2共晶合金,成分为Ni-5.8Al-32Hf和Ni-4Al-26Hf-8Cr-4W.Ni-5.8Al-32Hf合金的最佳凝固条件为温度梯度G=250℃·cm-1和凝固生长速率R=5μm·s-1;Ni-4Al-26Hf-8Cr-4W,凝固条件为G=350℃·cm-1和R=1μm·s-1.
关键词:
高温合金
,
相变
,
铪
,
锆
,
凝固
,
初熔
,
TLP连接
,
Ni3Al/Ni7Hf2共晶
,
显微组织
,
MC(2)碳化物
,
Ni5Hf相
,
力学性能
郑运荣
,
阮中慈
金属学报
参照含Hf铸造镍基合金在凝固最后阶段包围γ枝晶的富Hf熔体,熔炼了Ni-18.6Co-4.5Cr-4.7W-25.6Hf合金钎焊料。这种共晶合金初生的Ni_5Hf相呈长棒状,γ+Ni_5Hf共晶中的γ相为领先相,棒状γ相被Ni_5Hf相包围。在垂直和平行于γ生长方向的磨面上共晶分别呈蜂窝状和片状。合金中Ni_5Hf相含量为68.7v.-％。初生和共晶中的Ni_5Hf相成分相近,主要为Ni,Co,Hf。而Cr和W在该相中的溶解度很低。该合金是一种较理想的定向和单晶高温合金用的钎焊料。其组成元素都是有益元素。熔点低,流动性好,在10~(-3)Pa真空下经1240℃,5min+1190℃,1h钎焊处理后,焊缝区的显微组织与含Hf高温合金的完全相同,达到了无Si,B钎接。
关键词:
Ni-Hf钎焊料
,
Hf-bearing Ni-base superalloy
,
Ni_5Hf phase
,
brazing
马书伟
,
郑运荣
,
杜炜
,
魏朋义
,
李建国
,
傅恒志
金属学报
利用金相、扫描电镜、透射电镜观察了Ni3Al+Ni7Hf2共晶合金的微观组织结构，并利用高梯度定向凝固技术研究了该合金的凝固行为．结果表明：Ni—5．8Al—32Hf由Ni3Af＋Ni7Hf2共晶组成，是Ni3Al／Ni7Hf2共晶复合材料的合适成分由于不平衡凝固，有害相β-NiAl与金属间化合物Ni7Hf2以共晶体的形式存在于共晶胞间，在一定的温度梯度下，可以通过降低生长速度的方式予以消除．Ni-5．8Al-32Hf的凝固温度范围为41℃，临界凝固稳定性因子（即G／R）为5×105℃.s／cm2，在该条件下制备出以Ni7Hf2为增强相、以Ni3Al为基的定向凝固片状共晶复合材料.
关键词:
定向凝固
,
in situ composite
,
Ni3Al/Ni7Hf2 eutectic
,
microstructure
,
null
汪小平
,
郑运荣
,
肖程波
,
王蓓蕾
,
韩雅芳
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2000.02.004
以等温凝固试验为基本手段,研究了四种不同B含量(wt%)(无B,0.02B,0.04B,0.07B) IC6合金的凝固行为,明确了B含量对IC6合金凝固过程的影响.研究结果表明,B含量对合金液相线、次生γ′的析出次序与析出温度影响不大,但能使合金固相线显著下降(从而使合金的凝固范围变宽);同时,B含量的增加还促进了合金中低熔点相M3B2的析出并使合金枝晶间的液池在很宽的温度范围内保持连通.此外,经等温凝固分析,高硼(0.07wt%)IC6合金理论上具有最佳可铸性.
关键词:
B的作用
,
凝固过程
,
液池
,
显微组织
,
可铸性
