田素贵
,
谢君
,
周晓明
,
钱本江
,
伦建伟
,
于莉丽
,
汪武祥
稀有金属材料与工程
通过蠕变曲线测定和组织形貌观察,研究FGH95合金的蠕变行为及影响因素.结果表明:经1150℃固溶和时效处理后,在晶界处有粗大γ'相不连续分布,其周围存在γ'相贫化区;经1165℃固溶和时效后,合金的晶粒尺寸明显长大,并在晶界形成连续的碳化物膜;经1160℃固溶后,合金中无粗大γ'相,在晶内弥散析出细小γ'相,其中,有粒状(Nb,Ti)C相在晶内及沿晶界不连续析出,可提高合金的晶界强度,抑制品界滑移,是使合金具有较好蠕变抗力的主要原因.蠕变期间,合金的变形机制是位错剪切或绕过γ'相,蠕变后期,在晶内发生单取向和双取向滑移,并引起应力集中,致使裂纹在晶界处萌生及扩展是合金的蠕变断裂机制.
关键词:
FGH95
,
镍基合金
,
组织结构
,
蠕变
,
变形机制
,
断裂特征
田素贵
,
于莉丽
,
肖丽
,
于慧臣
,
张姝
,
钱本江
稀有金属材料与工程
在1040℃,137MPa下对[011]取向镍基单晶合金进行蠕变曲线测定,采用SEM观察热处理及蠕变后样品不同晶面的组织形貌,研究了[011]取向镍基单晶合金在蠕变期间的组织演化特征,并分析了组织演化的规律及影响因素.结果表明:取向差为4°的[011]取向镍基单晶合金经完全热处理后,组织是立方γ’相以共格方式嵌镶在γ基体相中,并沿<100>取向规则排列；在拉伸蠕变期间,合金中γ'相转变成与[001]取向平行的纤维状筏形组织.由于施加拉伸载荷,使立方γ'相中的(100)晶面及γ基体相承受挤压力,可排斥较大半径的Al、Ta原子,而在(001)晶面产生较大的晶格扩张应变,可诱捕较大半径的Al、Ta原子,因而促使γ'相沿[001]取向定向生长成为纤维状筏形组织.在外加应力作用下,不同晶面γ'/γ两相界面的应变能密度变化是促使发生元素扩散和γ’相定向粗化的驱动力.
关键词:
镍基单晶合金
,
[011]取向
,
蠕变
,
γ’相定向粗化
,
元素扩散
,
驱动力
苏勇
,
田素贵
,
于莉丽
,
于慧臣
,
张姝
,
钱本江
中国有色金属学报
通过蠕变曲线的测定及微观组织形貌观察,研究[111]取向镍基单晶合金在高温低应力条件下的组织结构与蠕变行为.结果表明:经完全热处理后,[111]取向单晶合金的组织结构是立方y′相以共格方式嵌镶在y基体中,并沿<100>方向规则排列；在1 040-1 080℃、137～180 MPa的温度和应力范围内,该取向单晶合金表现出明显的温度和施加应力敏感性.蠕变期间,y′相沿与应力轴呈一定角度形成筏状组织,蠕变后期在近断口区域筏状y′相发生粗化和扭折.[111]取向单晶合金在蠕变期间的变形特征是位错在y基体通道中运动和剪切筏状y′相,由于形变量较大,较多位错切入筏状y′相后使其形成亚晶结构,其中,蠕变后期大量位错切入筏状y′相导致合金的蠕变抗力降低,是合金发生蠕变断裂的主要原因.
关键词:
单晶镍基合金
,
[111]取向
,
蠕变
,
组织演化
,
亚晶
,
变形特征
张姝
,
田素贵
,
于慧臣
,
于莉丽
,
于兴福
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00536
采用弹塑性应力--应变有限元方法计算了[111]取向镍基单晶合金中γ/γ'两相共格界面的von Mises应力及应变能密度分布, 研究了施加拉应力对γ/γ'两相界面von Mises应力分布及γ'相定向粗化规律的影响. 结果表明: [111]取向镍基单晶合金经热处理后, 组织结构是立方γ'相以共格方式嵌镶在γ基体相中, 沿<100>方向规则排列. 当沿[111]取向施加拉应力蠕变期间, 与近(010)γ'晶面的基体通道相比, 近(001)γ'和(100)γ'晶面的基体通道有较大的von Mises应力,在主应力分量的作用下, (100)和(001)晶面分别沿[001], [010]和[010], [100]方向发生较大的晶格扩张应变, 可诱捕较大半径的Al和Ti原子, 这是促使γ'相在(010)面沿[001]和[100]方向定向生长成为层片结构的筛网状筏形组织的主要原因.
关键词:
[111]取向单晶
,
nickel-based superalloy
,
microstructure evolution
,
creep, FEM analysis
,
null
张姝
,
田素贵
,
梁福顺
,
于莉丽
,
钱本江
中国有色金属学报
通过蠕变性能测试及组织形貌观察,研究不同形态孔洞缺陷对单晶镍基合金蠕变性能的影响,针对合金中存在有/无裂纹孔洞等铸造缺陷,对高温蠕变期间近有/无孔洞区域的应力分布进行有限元分析,根据拉应力载荷下近孔洞区域的微观应力分布特性,分析不同形态孔洞区域应力分布对单晶合金蠕变行为及组织演化的影响.结果表明:在高温蠕变期间,近有/无裂纹孔洞区域的应力分布对合金中)γ'相筏形化的形态有明显影响,在有/无裂纹孔洞两侧极点处,存在最大应力值,且可致使其裂纹沿垂直于应力轴方向发生萌生与扩展;与无裂纹孔洞相比,在有裂纹孔洞两侧的极点处应力值较大,随着蠕变的进行,在较大应力处易于发生裂纹的扩展是合金具有较低蠕变寿命的主要原因.
关键词:
单晶
,
镍基合金
,
孔洞形态
,
有限元分析
,
应力分布
,
蠕变寿命
张妹
,
田素贵
,
于慧臣
,
苏勇
,
于兴福
,
于莉丽
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00457
采用弹性应力-应变有限元方法计算了[011]取向单晶镍基合金中γ/γ'两相共格界面的von Mises应力及应变能密度的分布特征,研究了施加拉应力对γ/γ'两相界面von Mises应力分布及γ'相定向粗化规律的影响.结果表明:[011]取向单晶镍基合金经热处理后,组织结构是立方γ'相以共格方式嵌镶在γ基体相中,并沿〈100〉方向规则排列.当沿[011]方向施加拉应力时,与近(010)γ'晶面的基体通道相比,近(001)γ'晶面的基体通道有较大的von Mises应力,在主应力分量的作用下,与(010)γ'晶面相比较,(001)γ'晶面沿[010]γ'方向发生较大的晶格扩张应变,可诱捕较大半径的Al原子和Ti原子,是促使γ'相沿[001]方向定向生长成为纤维状筏形组织的主要原因.
关键词:
[011]取向单晶
,
镍基合金
,
组织演化
,
蠕变
,
有限元分析
张姝
,
田素贵
,
于慧臣
,
于莉丽
,
于兴福
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00536
采用弹塑性应力-应变有限元方法计算了[111]取向镍基单晶合金中γ/γ’两相共格界面的von Mises应力及应变能密度分布,研究了施加拉应力对γ/γ’两相界面von Mises应力分布及γ'相定向粗化规律的影响.结果表明:[111]取向镍基单晶合金经热处理后,组织结构是立方γ’相以共格方式嵌镶在γ基体相中,沿〈100〉方向规则排列.当沿[111]取向施加拉应力蠕变期间,与近(010)γ'晶面的基体通道相比,近(001)γ'和(100)γ'晶面的基体通道有较大的von Mises应力,在主应力分量的作用下,(100)和(001)晶面分别沿[001],[010]和[010],[100]方向发生较大的晶格扩张应变,可诱捕较大半径的Al和Ti原子,这是促使γ’相在(010)面沿[001]和[100]方向定向生长成为层片结构的筛网状筏形组织的主要原因.
关键词:
[111]取向单晶
,
镍基合金
,
组织演化
,
蠕变
,
有限元分析
苏勇
,
田素贵
,
于慧臣
,
于莉丽
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00158
通过蠕变性能测试、组织形貌观察及位错组态的衍射衬度分析,研究了镍基单晶高温合金在中温/高应力稳态蠕变期间的变形机制.结果表明,在760℃,760 MPa和800℃,650 MPa蠕变期间,剪切γ'相的位错可发生分解,分解后领先的a/3〈112〉超点阵Shockley不全位错切入γ'相,拖曳的a/6〈 112〉Shockley不全位错滞留在γ'/γ相界面,2个不全位错之间形成超点阵内禀堆垛层错(SISF);此外,剪切进入γ'相的超点阵位错可由{111}面交滑移至{100}面,形成具有非平面位错芯结构的K-W锁,可抑制位错的滑移和交滑移,提高合金的蠕变抗力.在850℃,500MPa蠕变期间,合金中的层错消失,部分剪切进入筏状γ相的a〈110〉超点阵位错可分解形成"2个a/2〈110〉不全位错加反相畴界(APB)"的组态,而合金中K-W锁的消失是由高温热激活致使立方体滑移的位错重新交滑移至八面体所致.
关键词:
镍基单晶合金
,
蠕变
,
位错
,
层错
,
变形机制
苏勇
,
田素贵
,
于慧臣
,
于莉丽
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2014.00484
通过蠕变性能测试及组织形貌观察,研究了横向预压缩对[011]取向镍基单晶高温合金在1040℃,137MPa条件下拉伸蠕变行为的影响.结果表明,[011]取向镍基单晶高温合金在1040℃,180MPa条件下沿[100]方向预压缩38h后形成了总体上平行于压应力轴方向的P型γ'筏状组织.预压缩期间不同晶面不同的应变能密度分布及品格应变是γ'相筏形化的主要原因.位错在基体通道中的滑移是有/无预压缩[011]取向合金在稳态蠕变阶段主要的变形机制,其中在预压缩合金内存在较多的位错攀移运动.横向预压缩显著提高了[011]取向合金在1040℃,137 MPa条件下的蠕变抗力.合金内的“山墙型”基体通道的消除、稳态蠕变阶段较小的γ基体宽度、筏状组织横向连接形成的微观瓶颈状γ基体通道和“迷宫式”的组织以及较多数量滑移系的开动,均有助于通过限制位错的运动,提高预压缩合金的蠕变抗力.
关键词:
[011]取向高温合金
,
预压缩
,
蠕变
,
微观组织
,
形筏
,
滑移系
苏勇
,
田素贵
,
于慧臣
,
于莉丽
稀有金属
通过蠕变性能测试及组织形貌观察,研究了预压缩对一种[001]取向镍基单晶合金蠕变性能的影响.结果表明,[001]取向镍基单晶合金在1040℃/180 MPa条件下沿[100]方向预压缩38h后,立方γ'相转化为与[001]取向垂直的P型纤维状筏形组织.合金晶向及预压缩和拉伸蠕变应力轴取向误差是预压缩合金内纤维状γ'相发生横向连接的原因.合金在预压缩及后续拉伸蠕变过程中γ'/γ相界面能的降低是γ'相发生组织演化的驱动力.有/无预压缩的[001]取向合金在980℃/200 MPa条件下蠕变至稳态阶段的变形机制为位错在基体通道内的滑移和攀移.相对于未预压缩合金,预压缩后合金的微观组织结构使位错更容易在基体通道中滑移,其对合金沿[001]方向的应变率贡献更大,因此预压缩降低了合金在980℃/200 MPa条件下的蠕变抗力.
关键词:
预压缩
,
蠕变
,
高温合金
,
微观组织
,
变形机制
