焦莎
,
张军
,
金涛
,
王常帅
,
王海峰
,
刘林
,
傅恒志
稀有金属材料与工程
采用差热分析方法(DTA)和熔体超温处理技术,研究熔体过热温度对一种第三代镍基单晶高温合金凝固特性及组织的影响.结果表明:当熔体过热温度从1450.℃提高到1500℃时,形核过冷度与结晶温度间隔变化不明显,y相在一个较宽的温度范围内形核生长；而当熔体过热到1580℃时,形核过冷度急剧增大,结晶温度间隔显著减小,y相形核生长温度范围减小,γ/γ'共晶组织析出减少,y′相的析出温度较熔体过热到1450℃条件下升高了9℃；当熔体过热温度进一步升高到1650℃时,形核过冷度略有减小,结晶温度间隔稍有增大.当熔体超温处理温度由1500℃提高到1580℃时,枝晶组织明显细化,而进一步提高熔体超温处理温度至1650℃时,枝晶组织反而略有粗化.熔体过热温度使熔体结构发生改变,从而对合金的凝固特性及组织产生影响.
关键词:
镍基单晶高温合金
,
差热分析(DTA)
,
熔体过热温度
,
凝固特性
,
凝固组织
贾玉贤金涛刘金来孙晓峰胡壮麒
金属学报
分别制备了[001]和[011]取向的Ni-Co-Cr-Mo-W-Al-Ti-Ta镍基单晶高温合金试样. 在 750 ℃/750 MPa条件下, [001]取向合金的平均蠕变寿命明显高于[011]取向合金, [011]取向合金延伸率稍高. 在982 ℃/248 MPa条件下, [001]取向合金的平均蠕变寿命和延伸率均高于[011] 取向合金, 各向异性主要表现在加速蠕变阶段, 但各向异性程度比低温高应力时显著降低. 在高温低应力条件下, 2种取向合金中γ´相均已形筏, [001]取向合金的筏化方向垂直于应力轴, 而[011]取向合金的筏化方向与应力轴的夹角约为45°. γ´相形筏后, 阻碍了位错运动, 导致加工硬化, 因此, γ´ 相筏化是各向异性程度降低的主要原因. 在[011]取向合金的蠕变后期观察到孪晶组织同时穿越 γ和 γ´相, 导致试样塑性大幅度降低, 迅速断裂.
关键词:
镍基单晶高温合金
,
creep
,
anisotropy
,
crystal orientation
高斯峰
,
刘林
,
张军
,
肖俊峰
,
张炯
材料科学与工程学报
doi:10.14136/j.cnki.issn 1673-2812.2015.06.005
采用选晶法在改进型Bridgman定向凝固炉中制备镍基单晶高温合金DD403,利用电子探针(EPMA)技术研究了DD403合金在枝晶生长条件下的显微偏析.结果表明,随着抽拉速率增加DD403的偏析程度逐渐加剧.偏析于枝晶间元素Al、Ti和枝晶干元素Co、W的偏析程度随着抽拉速率的增加而增大,而合金元素Mo和Cr的偏析比接近于1,基本不存在偏析,且偏析比随抽拉速率增加没有明显变化.研究结果同时表明,随着抽拉速率增加DD403的共晶含量逐渐增加.
关键词:
镍基单晶高温合金
,
定向凝固
,
显微偏析
,
共晶
张晓越
,
刘林
,
黄太文
,
张军
,
傅恒志
稀有金属材料与工程
采用液态金属冷却高梯度定向凝固技术,在2～400 μm/s的抽拉速率范围内对镍基单晶高温合金DD6的凝固组织、偏析和γ/γ'共晶组织演化进行了研究.采用电子探针微区分析(EPMA)定量分析了溶质元素的微观偏析行为,讨论了溶质元素偏析及枝晶间距对共晶组织演化的影响.结果表明:随着抽拉速率增大,共晶体积分数先增多后减少.在较低的冷却速率下,固相反扩散能够减轻微观偏析,从而减少共晶体积分数,而在高的冷却速率下,固相反扩散的作用被严重削弱,枝晶间距减小对减少共晶体积分数起到了十分重要的作用.
关键词:
镍基单晶高温合金
,
溶质分配系数
,
偏析
,
共晶
,
枝晶间距
王柠
,
刘林
,
高斯峰
,
赵新宝
,
张军
,
傅恒志
稀有金属材料与工程
采用ProCAST&CAFE模型,模拟了选晶法制备镍基单晶高温合金DD3过程中的晶粒组织演化.结果表明,选晶器引晶段的主要作用是优化晶粒取向,随着距引晶段底部距离的增加,<001>晶向与热流方向偏离角较大的晶粒逐渐被淘汰,到达距引晶段底部26 mm处时,＜001＞取向的晶粒与热流方向之间的夹角平均值小于10°.螺旋选晶段的主要作用是获得单一晶粒,其对晶粒的取向没有优化作用.螺旋选晶过程中,靠近螺旋通道外侧的晶粒因受到螺旋通道较强的几何阻碍逐渐失去生长空间,而靠近螺旋通道内侧的晶粒通常被选为最终的单晶.螺旋选晶段对晶粒的选择或淘汰与该晶粒在螺旋通道内所处的位置(螺旋通道的内侧或外侧)有密切关系,而与晶粒的晶体学取向没有必然联系.
关键词:
晶粒选择
,
定向凝固
,
CAFE
,
镍基单晶高温合金
,
螺旋选晶器
濮晟
,
谢光
,
王莉
,
潘智毅
,
楼琅洪
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00456
对不同Re和W含量的铸态镍基单晶高温合金通过Brinell硬度计压痕变形, 分别在1230~1330 ℃保温1 h, 研究了难熔元素Re和W对合金再结晶行为的影响. 结果表明, 再结晶晶粒在压痕表面形成, 并沿枝晶干向内扩展, 晶界迁移受到枝晶间粗大γ'相和γ +γ'共晶阻碍. 添加Re和W提高了铸态单晶高温合金的γ'相溶解温度和γ +γ'共晶含量, 导致单晶高温合金的再结晶温度升高. 热处理温度升高, 各单晶高温合金的再结晶面积随着枝晶间γ'相和共晶含量的减少而增大. 相同热处理温度下, 由于不同成分单晶高温合金枝晶间粗大γ'相和γ +γ'共晶含量不同, 不含难熔元素Re和W的单晶高温合金再结晶面积最大, 含Re单晶高温合金的再结晶面积大于含W单晶高温合金, 同时添加Re和W的单晶高温合金再结晶面积最小.
关键词:
镍基单晶高温合金
,
再结晶
,
共晶
,
Re
,
W
郁峥嵘
,
丁贤飞
,
曹腊梅
,
郑运荣
,
冯强
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00408
采用无B的含Hf镍基合金作为中间层合金, 分别对含Re的第二代镍基单晶高温合金 (CMSX-4, 铸态) 和第三代镍基单晶高温合金(SXG3, 完全热处理态)进行过渡液相(TLP)连接, 并分析了连接区的显微组织演变以及降熔元素分布, 测试了连接区的显微硬度. 结果表明, 在1290 ℃真空保温24 h后, CMSX-4和SXG3合金的TLP连接均已完成, 2种合金的TLP连接过程也均符合经典模型. 以含Hf的镍基合金作为中间层合金时, 在连接区内没有出现扩散影响区. CMSX-4合金的固溶处理可在TLP连接过程中同步完成, 缩短了热处理工艺. SXG3合金中的C与Hf结合在液相中形成固相HfC, 降低熔体中Hf浓度, 缩短了等温凝固阶段的时间. 研究表明, 通过含Hf的TLP连接可以研究小角度晶界的界面稳定性, 其中在1150 ℃保温热处理后, SXG3合金小角度晶界出现不连续脱溶转变的临界区间在10°~17°之间.
关键词:
镍基单晶高温合金
,
TLP连接
,
含Hf中间层合金
,
显微组织
王博
,
张军
,
潘雪娇
,
黄太文
,
刘林
,
傅恒志
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2016.00379
通过对3种不同W含量(6%、7%、8%,质量分数)的第三代镍基单晶高温合金铸态、热处理态和热暴露后的组织观察和成分分析,研究了W对元素偏析、热处理组织及热暴露过程中组织演化的影响。结果表明：W含量的提高对合金元素的铸态偏析、完全热处理后的γ′相形貌、尺寸和体积分数均无明显影响。在950 ℃热暴露过程中,W含量的提高抑制了γ′相的粗化,但加速了γ′相的连接变形。3种合金在热暴露过程中析出的TCP相主要为μ相和σ相,且TCP相析出量随W含量的增加而缓慢增大。此外,3种合金在1000 ℃热暴露时TCP相析出量最大,在950 ℃热暴露时次之,在1050 ℃热暴露时析出量最小。
关键词:
镍基单晶高温合金
,
组织稳定性
,
Wγ′相
,
TCP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
