袁晓飞
,
丁贤飞
,
八木晃一
,
郑运荣
,
冯强
稀有金属材料与工程
以固溶加时效处理后的GH4098合金板材为研究对象,测定其在不同温度(800～1000℃)、不同应力(90～680MPa)条件下的短时持久性能(持久断裂时间10 min～3 h),并对其显微组织和断裂特征进行表征.结果表明:GH4098合金在800～1000℃范围内持久断裂模式均为沿晶塑性断裂.随着温度的升高,GH4098合金短时持久性能逐渐降低,但在1000℃持久性能退化程度明显加剧.组织表征结果表明:GH4098合金晶粒尺寸并未随着温度的升高而变化,而高温下合金中γ'相体积分数的降低以及γ'相和晶界碳化物的粗化是合金短时持久性能显著退化的主要原因.同时,对冷却速度对合金显微组织的影响以及短时蠕变与传统蠕变的异同也进行了讨论.
关键词:
GH4098合金
,
持久性能
,
显微组织
,
断裂
袁晓飞
,
王美玲
,
丁贤飞
,
郑运荣
,
冯强
稀有金属材料与工程
以国外Inconel 690成品管的显微组织为参照对象,对国产GH690合金管材在不同工艺条件下的固溶处理与TT处理工艺进行了研究;采用OM、SEM和TEM等表征手段分析了工艺参数对其晶粒度、晶界碳化物形貌和贫Cr区的影响.结果表明:国产GH690合金管在固溶处理过程中,随着固溶温度的提高,尺、寸较大晶粒所占比例逐渐升高,长大激活能为265 kJ/mol.当固溶温度超过1100℃时,保温时间对晶粒尺寸影响显著.国产GH690合金管析出细小半连续晶界碳化物的TT处理工艺参数为680℃/10～20 h,715℃/10～20 h,750℃/5～15 h.经1090～1110℃/5 min固溶处理以及715℃/10h或15h的TT处理后,国产GH690合金管晶粒尺寸分布、晶界碳化物形貌特征和贫Cr区演化特征与国外Inconel 690成品管非常相似;而其TiN颗粒数量和尺寸明显少于和小于后者,贫Cr区的最低Cr浓度高于后者.通过对显微组织特征的综合评价,表明国产GH690合金管的显微组织总体优于国外Inconel690成品管.同时,兼顾实际生产中的成本问题,提出国产GH690合金管热处理工艺优化的建议.
关键词:
国产GH690合金管
,
Inconel 690合金
,
热处理
,
微观组织
,
贫铬区
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
方璐
,
丁贤飞
,
张来启
,
郝国建
,
林均品
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2013.00495
分别在900和1000℃下对全片层Ti-45Al-8.5Nb(W,B,Y)合金进行了长期热循环(500和1000 cyc)实验,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及透射电镜(TEM)研究了该合金在不同温度长时热循环条件下的显微组织稳定性.研究表明,合金经全片层热处理工艺后凝固偏析(Al偏析)仍未完全消除,900℃下长期热循环后Al偏析处易产生不连续粗化,合金1000 cyc热循环后仍未发现α2相的球化;1000℃下合金长期热循环后Al偏析处易析出大块γ晶粒,合金经500 cyc热循环后沿晶界产生了许多细小的等轴γ晶粒,同时α2相在γ晶粒内球化析出.1000 cyc热循环后晶界、晶内均有大量的等轴γ晶粒析出,且晶粒内部有不同取向的长条状或颗粒状 α2相析出；合金1000℃下长期热循环后,长条状或颗粒状α2相从γ晶粒内沿晶面{111}γ析出,α2相与γ基体保持共格位向关系.
关键词:
高Nb-TiAl合金
,
热循环
,
热稳定性
,
相变
薛飞
,
米涛
,
王美玲
,
丁贤飞
,
李相辉
,
冯强
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2013.00786
以4种不同Ni含量(15％～45％,原子分数)的新型γ'相强化Co-Al-W基合金为研究对象,通过时效与高温热处理显微组织分析以及显微硬度测试,研究了Ni对相转变温度、γ/γ'两相组织演变、γ'相高温溶解行为和显微硬度的影响.结果表明:随着Ni含量的增加,γ'相溶解温度升高,固相线温度未发生明显变化.4种合金经900℃,50 h热处理后,基体均为γ/γ'两相组织;随着Ni含量的增加,γ'相形貌由立方形逐渐向近似球形转变,γ'相体积分数不断降低.经300 h长时间热处理后,合金的γ'相形貌没有明显改变,γ'相体积分数出现不同程度的降低.对900℃,300 h热处理的合金进行970～1060℃高温处理后,γ'相体积分数随着热处理温度的升高而逐渐减少,并最终全部溶解而消失;低Ni含量(15％和25％)合金和高Ni含量(35％和45％)合金的γ'相形貌分别转变为球形和立方形.900℃,50h和300h显微硬度测试结果表明:随着Ni含量的增加,合金的硬度降低;热处理时间的延长使合金的硬度小幅增加.
关键词:
Co-Al-W基合金
,
Ni
,
显微组织
,
显微硬度
濮晟
,
王莉
,
谢光
,
丁贤飞
,
楼琅洪
,
冯强
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2014.00425
在定向凝固钴基高温合金中采用V型缺口分别垂直和平行于凝固方向的板状热疲劳试样,并在缺口位置预制再结晶组织,研究了在最高温度为1000℃,最低温度为室温的冷热循环下,缺口取向和再结晶对定向凝固钴基高温合金热疲劳性能的影响.结果表明,缺口取向垂直于凝固方向时,基体在应力作用下循环氧化开裂;缺口平行于凝固方向时,热疲劳性能下降,裂纹沿枝晶间扩展.再结晶降低定向凝固钴基高温合金的热疲劳性能,再结晶晶界氧化开裂,晶界析出的M23C6型碳化物氧化脱落后形成的孔洞加速了裂纹扩展;连接枝晶间碳化物的再结晶晶界成为缺口平行于凝固方向时热疲劳裂纹的优先扩展通道.
关键词:
缺口取向
,
再结晶
,
热疲劳
,
定向凝固
,
钴基高温合金
丁贤飞
,
刘东方
,
郑运荣
,
冯强
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00126
利用SEM,OM和XRD等手段分析了HK40合金铸件铸造疏松形成原因,并研究了添加微量B对HK40合金的凝固组织及疏松形成的影响.结果表明:HK40合金铸件主要存在A和B2种铸造疏松缺陷.A类疏松主要由于枝晶的快速生长并架桥联接导致架桥枝晶之间区域的补缩不足引起;B类疏松产生原因是相邻枝晶间区域生长的枝晶状M7C3型碳化物堵塞枝晶间补缩通道.B微合金化能降低HK40合金铸件较强的柱状晶生长趋势,细化枝晶,能抑制HK40合金A类铸造疏松缺陷的产生.同时,B微合金化增加了HK40合金枝晶间共晶相的体积分数,使枝晶间呈枝晶状MC3型碳化物转变为层片状的M23C6型碳化物析出,避免碳化物堵塞相邻枝晶间的补缩通道,因而也减小了B类铸造疏松缺陷的形成倾向.
关键词:
HK40合金
,
B微合金化
,
铸造疏松
,
硼化物
,
碳化物
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连接均己完成,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小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
凌礼恭
,
王徐颖
,
陆永浩
,
丁贤飞
,
初起宝
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.013.018
综述了国际上对PWR核电站控制棒驱动机构密封焊缝（CSWs）结构、载荷、应力状态、失效分析的研究。研究认为CSWs的结构设计易造成高溶解氧服役环境，在CSWs死水区空腔存在微量氯离子污染的可能，导致较大应力腐蚀倾向。目前研究确认的失效模式有穿晶应力腐蚀（TGSCC ）、沿晶应力腐蚀（IGSCC ）、SCC＋点蚀。计算出CSWs死水区空腔理论浓度可达230×10－6，分析认为溶解氧和低浓度水平的氯污染是可引起上述腐蚀的环境因素；CSWs应力腐蚀裂纹扩展模式与材料敏化、服役溶液环境、初始应变、应力状态等因素相关；点蚀可能成为应力腐蚀的起源也可发展成为独立的破坏形式。
关键词:
CANOPY密封焊缝
,
溶解氧
,
氯
,
应力腐蚀开裂
,
点蚀
,
穿晶应力腐蚀
,
沿晶应力腐蚀
