郑亮
,
肖程波
,
张国庆
,
顾国红
,
李鑫
,
刘晓光
,
薛明
,
唐定中
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2012.3.003
采用金相显微镜、扫描电镜及能谱、电子探针和X射线衍射对高Cr铸造镍基高温合金K4648等轴晶和定向凝固铸件的合金/陶瓷型芯界面反应进行了系统研究,获得反应时间与反应量关系的界面反应动力学曲线、不同反应时间的反应界面形貌及产物的种类.结果表明:高Cr铸造镍基高温合金K4648与铝基型芯不易发生反应,而与硅基陶瓷型芯发生剧烈的界面反应,反应产生金属瘤状凸起物,造成铸件内腔破坏.此外,白色的硅基型芯内部变成黑色,黑色反应区内含有一定量的Cr,Al,Ti元素.在反应的中、后期型芯黑色反应区内还存在着灰色区,该区的Cr,Al,Ti含量远高于黑色反应区.高Cr铸造镍基高温合金K4648合金与硅基陶瓷型芯反应分为:(1)富Cr,Al,Ti熔体向型芯内的渗入阶段;(2)富Cr,Al,Ti熔体与陶瓷型芯SiO2基体的反应;(3)富Cr,Al,Ti的熔体与型芯中Zr-SiO4颗粒反应三个阶段.反应过程中型芯存在局部液化现象.K4648合金/硅基陶瓷型界面反应产物主要为层状或树枝状Al2O3,块状Cr3 Si金属间化合物、ZrO2,富Cr,Zr,Al,Ti的复合氧化物、共晶形态的富Cr,Si,Al,Ti的复合氧化物、块状或树枝状的富Ti,Al,Zr,Cr复合氧化物.反应产物中的Cr,Al,Ti元素来自合金熔体而Zr,Si,O来自陶瓷型芯.
关键词:
镍基高温合金
,
陶瓷型芯
,
界面反应
,
定向凝固
,
显微组织
,
K4648
,
Cr3Si
,
Al2O3
张剑
,
骆宇时
,
赵云松
,
杨帅
,
贾玉亮
,
崔丽丽
,
许剑伟
,
唐定中
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2011.z1.020
研究了一种低密度镍基单晶合金的铸态及热处理态微观组织,测试了该合金的拉伸与持久性能,并与DD3合金进行比较.结果表明:合金一次枝晶间距为400μm左右,具有较高的γ/γ'共晶组织百分含量.热处理态合金的残余共晶和粗大初生γ'相百分含量控制在2%以下.合金在760℃拉伸试验时出现强度峰值,之后屈服强度随着温度升高而逐渐降低.合金具备较好的持久性能,其热强曲线与DD3合金相当,说明合金在具备密度和成本优势的同时保证了高温力学性能.
关键词:
低密度
,
镍基单晶合金
,
拉伸
,
持久
刘晓光
,
齐长见
,
贺莉丽
,
唐定中
,
肖程波
,
姚建省
,
顾国红
,
李鑫
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2011.5.012
采用传统的热压铸工艺制备可快速脱芯的定向、单晶空心涡轮叶片用SiO2 -ZrO2体系陶瓷型芯材料,研究结果表明,该材料随烧结温度从1150℃增加到1200℃,收缩率变大,当烧结温度超过1200℃时,烧结收缩增加显著,1200℃烧结的陶瓷型芯晶粒发育比较完善,主要相组成为非晶SiO2、方石英、ZrO2,其综合性能最佳,室温强度可达42.9 MPa,1550℃具有较好的抗高温变形性和优异的高温强度,高温变形为0.1mm,高温强度可达27.9MPa,开气孔率可达30.4％,体积密度为1.92g/cm3,烧结收缩率仅为0.4％,方石英析出量20％左右,能够满足我国航空发动机高温合金空心涡轮叶片的浇注要求.
关键词:
热压铸
,
空心叶片
,
陶瓷型芯
,
发动机
,
高温合金
姚建省
,
唐定中
,
刘晓光
,
李鑫
,
王丽丽
,
曹春晓
,
丁方政
,
陈昊
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2015.6.001
采用光学显微镜、扫描电子显微镜及能谱等分析手段研究了DD6单晶合金与陶瓷型壳的界面反应.结果表明:DD6高温合金与陶瓷型壳的界面反应产物主要是Al2O3和HfO2,同时伴随着少量Ta元素的析出;界面反应层的厚度为5～6μm,反应产物在合金/型壳界面的富集,能够抑制氧化反应的进一步进行;高温下DD6合金与陶瓷型壳润湿角为145 ～150°,降低型壳内表面的气孔率能够减少毛细作用的产生,从而有效抑制界面反应的产生.
关键词:
DD6单晶合金
,
陶瓷型壳
,
界面反应
,
润湿
李鑫
,
李晓雷
,
刘晓光
,
唐定中
,
季惠明
,
毕宝宝
,
齐长见
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.z2.003
采用固相反应法制备了Co3O4掺杂Mg2SiO4微波介质陶瓷,研究Co2+离子掺杂对Mg2SiO4陶瓷烧结特性、相组成和介电性能的影响.结果表明:Co2+可以完全取代Mg2+固溶在Mg2 SiO4晶体中形成(Cox Mg1-x)2SiO4固溶体,通过调整加入的Co3O4的摩尔量可以获得介电性能优良的微波陶瓷.当x=0.025时,在1250℃下保温3h,( Co0.025Mg0.975)2 SiO4陶瓷具有良好的介电性能为:εr=7.7,Q=8850(1.8MHz),电容温度系数为50.4×10-6/℃.
关键词:
Mg2SiO4
,
羝介电常数
,
微波介质陶瓷
,
Co3O4
黄朝晖
,
贾新云
,
谭永宁
,
张宏炜
,
张强
,
张俊
,
唐定中
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2008.06.001
为了获得平衡的横纵向性能,二代定向合金Dz6的热处理工艺包括预处理、固溶和三级时效.1120℃的高温时效处理提高了DZ6合金的纵、横向持久寿命;同时,1120℃时效后的缓冷处理,使横向870℃/448MPa持久寿命由未经缓冷处理的36h增加至244h,延伸率由0.6%提高至4.5%;中温870℃/16h时效处理使合金纵向760℃/780MPa持久寿命比900℃/4h时效处理时提高一倍.热处理后γ'呈规则立方状,合金的晶界由γ'和析出的块状MC组成.以高温时效结合缓冷处理为特点的热处理制度,不但使DZ6合金的纵向持久寿命比铸态时提高一倍,而且还获得了良好的横向性能.
关键词:
定向高温合金
,
DZ6
,
铼
,
热处理
,
性能
张剑
,
赵云松
,
骆宇时
,
贾玉亮
,
杨帅
,
唐定中
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2013.3.001
采用扫描电镜、透射电镜等方法研究了一种镍基单晶高温合金在1000℃的高温低应力蠕变行为.实验结果表明:合金蠕变速率呈现出先减小再增大的变化趋势,当应变量达到一定临界值(1±0.2)％后,变形速率迅速上升,蠕变进入第三阶段.高温蠕变初始阶段的主要变形机制为a/2<110> {111}型位错环在基体内运动.合金在高温蠕变稳态阶段的主要变形机制为位错切割γ'相,切割位错主要有螺型位错对和[001]超位错两种形式.
关键词:
单晶高温合金
,
高温
,
蠕变
,
位错
郑亮
,
肖程波
,
唐定中
,
顾国红
,
汤鑫
中国有色金属学报
真空感应熔炼高Cr铸造Ni基高温合金K4648,重熔浇注成等轴晶成形试棒.对薄截面试棒和厚截面中柱管浇道进行(1 180℃,4 h)固溶处理和(1 180℃,4 h)+(900℃,16 h)标准热处理.铸态和热处理态试样通过光学金相、定量金相、扫描电镜及能谱分析和X射线衍射分析确定合金中相的种类、形貌和成分.结果表明:K4648合金铸态组织中主要存在γ基体、初生α相和MC碳化物;初生α相是Ni、Mo和w在Cr中的过饱和固溶体,其中Ni含量(摩尔分数)可达30%以上,本研究中的α相可命名为α-(Cr,Ni):在0.2 N载荷下,该α相的维氏显微硬度值为6.3 GPa,是一种硬而脆的相;经(1 180℃,4 h)同溶处理,初生α相和MC碳化物都会回溶,并且转变为M23C6碳化物,M23C6碳化物比初生α相具有更高的Cr含量和更低的Ni含量.固溶处理后特别是在厚截面试样中还残存未转变的α相和MC碳化物.(1 180℃,4 h)+(900℃,16 h)标准热处理后,合金内部广泛析出片状次生α相和γ'-Ni3(Al,Ti,Nb)相,且在晶界区补充析出粒状M23C6碳化物,起到强化合金的作用.
关键词:
镍基高温合金
,
K4648
,
α-(Cr
,
Ni)相
,
M23C6碳化物
,
显微组织
张剑
,
赵云松
,
贾玉亮
,
杨帅
,
骆宇时
,
唐定中
机械工程材料
采用热机械疲劳试验、扫描电镜、透射电镜等方法研究了一种镍基单晶高温合金在600～900 ℃的同相位热机械疲劳行为.结果表明:该合金在试验中承受的平均应力表现为压应力；随着机械应变幅的增大,疲劳寿命逐渐下降,应力范围和塑性应变量逐渐增大；合金在试验中表现为高温半周循环软化、低温半周循环硬化；合金热机械疲劳的主要变形机制为a/2〈110〉{111}型位错在基体内的滑移和交滑移运动；合金的断裂方式为微孔聚集型断裂,拉应力对合金的断裂起到了主导作用.
关键词:
单晶高温合金
,
热机械疲劳
,
位错
,
疲劳寿命
郑亮
,
肖程波
,
张国庆
,
袁华
,
韩波
,
唐定中
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2012.03.001
对两炉冲击韧性存在明显差异的高Cr铸造镍基高温合金K4648进行了对比研究,通过分析两炉母合金的主量元素和气体含量,采用电子束纽扣锭(EB锭)实验观察合金内夹杂物和对母合金用原材料金属Cr的显微组织分析等方法研究了K4648母合金净度.结果表明:1 #与2#炉批母合金主量元素无明显差别.1 #母合金由于气体元素O含量高达(20.5±7.5)×10-6,远高于2#合金的6×10-6,造成其室温冲击韧性(aku)不及2#合金的一半,低于技术条件要求的19.6J/cm2.电子束纽扣锭(EB锭)实验可有效地将K4648中的夹杂物汇聚,经分析主要是富Y,Ce的氧化物和富Al氧化物.证明高Cr铸造镍基高温合金K4648中添加稀土元素Y,Ce可有效攫取合金中自由态的O和S,生成稳定的稀土氧化物或硫化物,起到净化合金的作用.K4648母合金原材料中金属Cr基体中固溶有15％00(质量分数)的元素O,还分布有富Cr氧化物和Cr,A1,Si的复合氧化物.此外,还存在含N、贫O区域,该区域的维氏显微硬度可达8.2GPa,是Cr基体1.3GPa的6倍,证明N使金属Cr的硬度明显升高.
关键词:
镍基高温合金
,
K4648
,
母合金净度
,
电子束纽扣锭(EB)
,
金属Cr
,
气体含量
,
夹杂
