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一种镍基单晶高温合金的显微偏析行为

李金国 , 于金江 , 赵乃仁 , 金涛 , 王志辉 , 孙晓峰 , 管恒荣 , 胡壮麒

研究了一种新型镍基单晶高温合金DD98铸态组织的显微偏析行为.实验结果表明,当合金以枝晶凝固时,组织中存在显微偏析.其中元素Mo、Cr、Ti、Ta、Al在枝晶间富集,Ti、Mo、Ta、Cr的偏析较为严重,Al的偏析程度相对小一些,Ni、Co、W为枝晶干偏析元素,其中W的偏析最为严重;共晶中富集Al、Ta、Ti、Ni,贫Co、W、Cr、Mo.凝固速率对枝晶偏析有显著的影响.随着抽拉速率的增加,元素Al、Mo、Co、Ti的偏析程度增加,而Ta的偏析程度降低,其它元素的偏析程度变化不大.

关键词: 单晶 , 镍基高温合金 , 定向凝固 , 显微偏析

型壳保温温度对DD98单晶合金组织和性能的影响

赵乃仁 , 李金国 , 王志辉 , 侯贵臣 , 金涛 , 孙晓峰 , 管恒荣 , 杨洪才 , 胡壮麒

稀有金属材料与工程

研究了不同的型壳保温温度对一种铸造单晶高温合金DD98铸态组织、热处理组织和持久性能的影响.结果表明,随着上下区型壳保温温度的升高,固液界面前沿的温度梯度增大,而糊状区的宽度减小.铸态下,随着上下区型壳保温温度的升高,其一次和二次枝晶间距均减小,枝晶间和枝晶干上的γ′尺寸差别减小,并且枝晶间的γ′形状也逐渐变得规则,合金的显微偏析程度降低.热处理后,高的型壳保温温度可获得尺寸细小的γ′和较少的残留共晶.合金的持久寿命随着型壳保温温度的升高而增加,但相应的持久延伸率降低.

关键词: 型壳保温温度 , 单晶高温合金 , 组织 , 性能

籽晶法生长高温合金单晶凝固界面研究

赵乃仁 , 李金国 , 刘金来 , 王志辉 , 金涛 , 孙晓峰 , 管恒荣 , 杨洪才 , 胡壮麒

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2007.11.006

研究了籽晶法生长单晶高温合金中固液界面的演变规律.实验结果表明:在籽晶法生长高温合金单晶的起始过程中,凝固系统经非稳态自组织过程达到稳态生长,凝固界面经历了由平界面-胞状界面-枝晶界面的转化过程,胞枝晶间距根据凝固参数及初始形态自行调整,其调整模式主要有竞争淘汰、尖端开裂和高次分枝三种.在生长起始端存在着籽晶与单晶的融合区,融合区的成分取决于籽晶成分和单晶成分.

关键词: 单晶高温合金 , 晶体生长 , 籽晶 , 固液界面

铼对单晶高温合金DD32组织的影响

于金江 , 李金国 , 赵乃仁 , 王志辉 , 孙晓峰 , 金涛 , 管恒荣 , 胡壮麒

钢铁研究学报

采用SEM、XRD以及金相显微镜等分析技术研究了单晶高温合金组织对铼的响应行为.研究结果表明:铼对单晶高温合金的枝晶组织和γ'相形态都有显著影响.在相同工艺条件下,含铼单晶合金的一次和二次枝晶间距都大于无铼单晶合金,无铼单晶合金的枝晶生长非常发达,具有三次枝晶.经同样热处理后,含铼单晶合金的γ'相形态较无铼单晶合金更规则.

关键词: 高温合金 , DD32 , 铼 , 单晶 , 枝晶间距

抽拉速率对一种镍基单晶高温合金凝固组织的影响

李金国 , 王震 , 金涛 , 赵乃仁 , 孙晓峰 , 管恒荣 , 胡壮麒

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2002.04.005

研究了抽拉速度对一种镍基高温合金DD98凝固组织的影响.结果发现随着抽拉速率的增加,DD98合金由胞状凝固转变为枝状凝固,γ′相尺寸变小,由不规划形状逐渐变为规则的立方体形状,γ/γ′共晶的含量逐渐增加,而共晶中的初生γ′相尺寸逐渐减小.在胞枝晶转变处存在一次枝晶间距最大值.

关键词: 单晶高温合金 , 抽拉速度 , 凝固组织

单晶高温合金HRS定向凝固过程凝固参数的计算机检测与分析

李金国 , 金涛 , 赵乃仁 , 王震 , 孙晓峰 , 管恒荣 , 胡壮麒

稀有金属材料与工程

建立了一套炉前计算机数据自动采集和控制系统,该系统可对HRS定向凝固过程的温度数据进行自动采集.对单晶高温合金DD98定向凝固过程温度场的现场测定和分析的结果表明:该系统现场采集的数据平稳,较好地解决了干扰问题;在恒定的加热温度和抽拉速率下,温度梯度、糊状区宽度等凝固参数是不断变化的,起始端的温度梯度最高,凝固后期温度梯度趋于平稳,糊状区的宽度随着凝固的进行呈增加的趋势.

关键词: 单晶高温合金 , HRS定向凝固 , 计算机检测与分析

一种镍基单晶高温合金的各向异性研究

赵乃仁 , 王志辉 , 李金国 , 金涛 , 孙晓峰 , 杨洪才 , 胡壮麒

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2008.02.014

研究了一种镍基单晶高温合金[001],[001]和[111]三个晶体取向的组织和性能.结果表明,晶体取向对合金枝晶组织形态和偏析存在显著影响,而合金的弹性模量和持久性能也存在明显的各向异性.在弹性模量方面,[111]取向最大,[011]取向次之,[001]取向最小.对于持久寿命,在871℃/552MPa下,[001]取向的持久寿命最高,[111]取向的延伸率最高;在1010℃/248MPa下,[111]取向的持久寿命最高,[001]取向的延伸率最高;两种实验条件下,[011]取向的持久寿命都最低.

关键词: 单晶高温合金 , 各向异性 , 弹性模量 , 持久性能

热处理工艺对SRR99镍基单晶高温合金组织和性能的影响

王志辉 , 赵乃仁 , 李金国 , 侯贵臣 , 金涛 , 孙晓峰 , 胡壮麒

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2008.12.011

研究不同固溶处理温度和时效处理温度对SRR99镍基单晶高温合金的微观组织和持久性能的影响.利用扫描电镜和光学金相显微镜对显微组织进行表征和分析,利用GWT304常载拉伸蠕变试验机测试其持久性能.结果表明:随着一次时效温度的提高,二次γ′相尺寸逐渐增大,γ′相体积分数先增加后降低;随着固溶温度的提高,合金中残余共晶含量减少,偏析逐渐降低,在1050℃/150MPa条件下,合金的持久寿命呈现先增加后降低的趋势.

关键词: 单晶高温合金 , 热处理 , 微观组织 , 持久性能

抽拉速率对一种镍基单晶高温合金凝固参数和凝固组织的影响

金涛 , 李金国 , 赵乃仁 , 王震 , 孙晓峰 , 管恒荣 , 胡壮麒

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2002.03.010

研究了不同的铸型抽拉速率对镍基单晶高温合金DD98的凝固参数及显微组织的影响.结果表明,随着抽拉速率降低,固-液界面前沿的温度梯度显著提高,糊状区宽度减小.抽拉速率较低时,温度梯度在整个凝固过程中变化比较平稳.提高抽拉速率使DD98合金由胞状凝固转变为枝状凝固,γ′相尺寸减小,并且由不规则形状逐渐变为规则的立方体形状,γ/γ′共晶量增加,共晶中的初生γ′相尺寸逐渐减小.

关键词: 单晶高温合金 , 抽拉速率 , 凝固参数 , 显微组织

一种铸造镍基高温合金的凝固行为

孙晓峰 , 殷凤仕 , 李金国 , 侯贵臣 , 郑启 , 管恒荣 , 胡壮麒

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2003.01.007

M963合金的凝固顺序为:L→L+γ→L+(γ′+MC)+γ→(γ+γ′)+(γ+MC)+γ→(γ+γ′)+(γ+MC)+γ+γ′;凝固组织呈树枝状结构,由γ固溶体基体、γ′析出相及分布在枝晶间区的骨架状MC碳化物和(γ+γ′)共晶组成;碳降低合金的液相线温度和(γ+γ′)共晶温度,提高MC碳化物的形成温度,增加MC碳化物的体积分数,降低(γ+γ′)共晶的体积分数;高熔点元素W和Co在枝晶干偏聚,Al,Ti,Nb,Cr和Mo在枝晶间偏聚.

关键词: 镍基高温合金 , 凝固 , 显微组织 , 差热分析

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