戴贤创
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李振锋
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陈继光
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丁晗晖
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吴红宇
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刘锋
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江亮
中国有色金属学报
研究热处理过程中不同冷却速率对镍基高温合金中γ′相析出的影响;采用Thermal-calc热力学计算、差热分析技术,确定新型镍基高温合金的γ′相完全固溶温度;采用有限元模拟、扫描电镜分析等方法,研究端淬梯度冷却过程中合金的温度场分布及γ′相析出和演化规律.结果表明:该合金γ′相完全固溶温度为1140℃,在端淬梯度冷却过程中,距离喷水端越远,冷却速度越低;随着冷却速度的逐渐减小,γ′析出相的体积分数逐渐增加,γ′析出相的形貌由球形向方形逐渐转变,平均尺寸逐渐增大;时效后合金中析出大量细小三次γ′相,合金硬度增加.
关键词:
镍基高温合金
,
γ′相
,
端淬
,
热处理
,
时效
何国爱
,
丁晗晖
,
刘琛仄
,
刘锋
,
黄岚
,
江亮
中国有色金属学报
分别采用氩气雾化(Argon atomization,AA)和等离子旋转电极(Plasma rotating electrode process,PREP)两种方法制备具有不同特性的镍基高温合金粉末,然后在相同条件下对两种粉末进行热等静压制备成块体材料(A-HIP及P-HIP).分别对粉末和块体材料进行显微组织分析和形貌表征,并对热等静压材料在温度为1000～1100℃下、应变速率为0.01～1.0 s-1下进行热压缩实验,利用采集的应力、应变参数,通过迭代和线性回归的方法计算热激活能并构建本构方程,并利用所建立的本构方程预测合金在不同应变下的应力.结果表明;PREP粉末表面洁净度、球形度和粒径均匀度要比AA粉末的好,其表面氧含量也相对较低,仅为0.0079％,而AA粉末中氧含量为0.0139％(质量分数);相比P-HIP,A-HIP中分布着较多的原始颗粒边界和孔洞,原始颗粒边界的主要组成是大尺寸的γ'相和碳氧化物颗粒;A-HIP的平均晶粒尺寸为8.59tm,P-HIP的平均晶粒尺寸为12.54 μm;A-HIP的强化相γ'的体积分数(43.91％)与P-HIP的强化相γ'体积分数(43.65％)基本相等.两种材料的激活能分别为1012.9kJ/mol和757.1 kJ/mol,并采用双曲正弦Arrhenius模型构建不同应变下的本构方程并预测不同变形条件下的真应力,其与实验值间的绝对误差分别为6.46％和4.87％.A-HIP在压缩过程出现宏观裂纹,原始颗粒边界是压缩裂纹产生主要因素之一,且裂纹沿原始颗粒边界进行扩展.
关键词:
镍基粉末冶金高温合金
,
氩气雾化制粉
,
旋转电极制粉
,
热等静压
,
热模拟
,
热变形激活能
,
本构方程
刘小涛
,
丁晗晖
,
杨川
,
刘锋
,
黄岚
,
江亮
中国有色金属学报
以热挤压态镍基粉末冶金高温合金FGH96为研究对象,研究该合金横向(垂直于挤压方向)和纵向(沿挤压方向)试样的显微组织及力学性能,分析断裂机制和变形后的显微组织.结果表明:FGH96合金横向及纵向试样均为无明显织构的等轴晶组织,且平均晶粒尺寸及γ'相体积分数基本一致.在应变速率1×10-4 S-1时,横向和纵向拉伸试样抗拉强度在25～650℃温度区间内随温度升高缓慢降低,当温度高于650℃时,抗拉温度下降速率显著增加;且横向试样的抗拉强度低于相同实验条件下纵向试样的抗拉强度,差值为150～200MPa;失效机制为从室温条件下的穿晶断裂转变为混合断裂模式,横向试样的转变温度为400℃左右,纵向试样的转变温度约为650℃;横向试样变形后,显微组织有高密度的位错缠结及层错;纵向试样拉伸断裂后,显微组织则主要为孪晶及位错与γ'相的交互作用.
关键词:
粉末冶金高温合金
,
晶粒尺寸
,
γ'析出相
,
抗拉强度
,
失效机制
,
变形组织
