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先进高温合金近净形熔模精密铸造技术进展

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2006.03.050

介绍近期国内外的高温合金近净形熔模精密铸造技术研究发展状况,重点介绍北京航空材料研究院在航空发动机高温合金涡轮叶片、整体叶盘以及导向器和机匣类结构件的精密铸造技术领域取得的研究成果.论述高温合金精密铸造技术的未来研究重点.

本文研究了热等静压处理对IN792材料组织和持久性能的影响.结果表明,IN792材料经1180℃/150 MPa热等静压处理后显微疏松完全闭合.与直接热处理样品相比,热等静压处理后样品中的共晶含量减少；枝晶干处y’相的体积分数和尺寸增大,分别由34％,0.4 μm增大至42％,0.56μ.760℃/655 MPa和870℃/365 MPa条件下持久性能测试表明,热等静压处理均显著提高了材料的持久寿命.

关键词: IN792 , 热等静压 , 显微组织 , 持久性能

热等静压温度对K447A高温合金显微组织及性能的影响

李爱兰 , 汤鑫 , 曹腊梅 , 盖其东

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2012.2.003

研究了热等静压温度对K447A合金显微组织及性能的影响.测试了合金的持久性能和室温拉伸性能.利用金相显微镜(OM)和扫描电镜(SUM)观察了合金显微组织.结果表明,1185～1210℃/180MPa/4h(+1185℃/2h,AC+ 1100℃/4h,AC+ 870℃/20h,AC)下,随热等静压温度的提高,合金中显微疏松逐步闭合,碳化物逐步细化和球化；γ-γ’共晶相尺寸和数量逐步减小,共晶特征趋于不明显；晶界呈不连续颗粒状；存在大、小两种尺寸的γ’相.经1185～1210℃ HIP处理的合金980℃/200MPa持久性能大幅提高；经1195℃HIP的合金760℃/7214MPa持久性能达到最高.经1210℃ HIP处理的合金980℃/200MPa持久性能达到最高.180MPa/4h条件下,K447A合金合适的热等静压温度为1185～1210℃.

关键词: 热等静压 , K447A合金 , 显微组织 , 性能

高温合金双性能整体叶盘铸造技术

汤鑫 , 曹腊梅 , 盖其东 , 李爱兰 , 张勇 , 刘发信

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2006.03.019

介绍铸造高温合金双性能整体叶盘的铸造工艺,包括双性能合金材料的选择、整体叶盘组织的形成方法、控制措施和浇注工艺参数以及热处理制度对双性能整体叶盘力学性能的影响.结果表明,当浇注过热度△T=160～290℃,铸型搅动转数n=K+270～K+300(rpm)时,整体叶盘叶片为定向柱晶组织、轮盘为等轴晶组织,初步获得双性能叶盘的热处理制度为1180℃/2h+1230℃/3h,AC+1100℃/4h,AC+870℃/20h,AC.

关键词: 合金材料 , 整体叶盘 , 双性能 , 定向柱晶 , 等轴晶 , 热处理

高温合金整体叶轮控晶铸造工艺研究

汤鑫 , 于保正 , 刘发信 , 韩梅 , 盖其东

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2004.01.006

研究了高温合金整体叶轮控晶铸造工艺方法.结果表明,铸型搅动可使整体叶轮的轮盘晶粒度达到ASTM 2～3级(0.18～0.125mm),叶片的晶粒形态和晶粒尺寸可在一定范围内自由控制.

关键词: 整体叶轮 , 控晶 , 铸型搅动 , 晶粒度

K447A合金双性能整体叶盘的显微组织和力学性能

李相辉 , 李炼 , 张勇 , 汤鑫 , 谷怀鹏 , 盖其东

材料热处理学报

研究了K447A合金双性能整体叶盘的显微组织和力学性能.结果表明,叶盘的铸态组织均包括γ基体、MC型碳化物、γ/γ′共晶、γ′相和Ni5Hf相.随着固溶温度的升高(1185 ℃→1230℃),合金等轴晶和定向柱晶试样的抗拉强度和持久寿命提高;增加高温时效处理(1185℃/4h)可显著改善等轴晶的拉伸塑性和定向柱晶的持久寿命.热处理后,轮盘和叶片中的γ′相体积分数达到61％.碳化物发生“碎化”,且由γ′相包覆,同时沿晶界还析出了链状的MC型碳化物.切取性能测试结果表明,叶盘室温抗拉强度不小于987 MPa,760℃/724 MPa下的持久寿命不低于11.5 h.

关键词: K447A合金 , 双性能整体叶盘 , 显微组织 , 热处理 , 力学性能

航空发动机高温材料的研究现状

李爱兰 , 曾燮榕 , 曹腊梅 , 汤鑫 , 盖其东

材料导报

概述了航空发动机高温材料的研究现状,指出在进一步挖掘传统高温合金潜力的基础上,应加快陶瓷基复合材料、碳/碳复合材料等新型高温材料的研究.

关键词: 航空发动机 , 高温材料 , 高温合金 , 陶瓷基复合材料 , 碳/碳复合材料

细晶铸造K403合金热等静压及热处理工艺研究

汤鑫 , 刘发信 , 李爱兰 , 盖其东 , 韩梅

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2003.z1.011

普通铸造K403合金具有很好的高温力学性能,但塑性和中温力学性能差.为了提高K403合金的塑性和中温力学性能,采用细晶铸造工艺进行铸造,并对铸件进行热等静压和热处理.研究结果表明,细晶铸造K403合金经1190～1200℃/120～160Mpa/3～4h热等静压和1180℃/4h+980℃/6h热处理后,合金在中温下的拉伸、持久和低周疲劳性能得到大幅度的提高,且高温持久性能与普通铸造K403合金相当.

关键词: 细晶铸造 , 热等静压 , 热处理 , 力学性能

K4169合金整体导向环精铸技术及热处理工艺研究

汤鑫 , 曹腊梅 , 盖其东 , 薛明 , 张勇

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2007.06.021

介绍了K4169合金整体导向环铸件的研制过程与方法.研究获得了整体导向环铸件陶瓷型芯、蜡模和型壳制备、真空熔炼浇注工艺.针对K4169铸造高温合金偏析严重的特点,研究出了一种新的低成本的热处理制度:1 150℃/4h,AC+1 095℃/2h,AC+955℃/1 h,AC+720℃/8 h,以56℃/h冷却到620℃/8 h,AC.采用该热处理制度处理的K4169合金,力学性能优于采用航标规定的热处理制度处理的.重点分析了K4169合金铸件组织偏析产生的原因,并提出了解决措施.所研制的整体导向环铸件,其冶金质量、化学成分和力学性能满足铸件技术条件的规定.

关键词: 导向环 , 型芯 , 蜡模 , 壳型 , 熔炼浇注 , 热处理