田素贵
,
谢君
,
周晓明
,
钱本江
,
伦建伟
,
于丽丽
,
汪武祥
材料热处理学报
通过对不同工艺处理FGH95合金进行组织形貌观察及持久性能测试,研究了固溶温度对合金组织与持久性能的影响.结果表明:经热等静压后,合金的组织结构由不同尺寸的γ'相和γ基体所组成;经1140℃较低温度固溶及时效处理后,在颗粒边界区域仍存在较多粗大γ'相和γ'相贫化区,随固溶温度提高,粗大γ'相及γ'相贫化区数量减少.当固溶温度提高到1160℃,合金中粗大γ'相完全溶解,γ'相贫化区消失,且高体积分数细小γ'相在晶内弥散分布,并有粒状MC型碳化合物在晶内及沿晶界不连续析出,可改善晶界的结合强度,使合金在650℃、1034 MPa条件下具有较高的持久强度.在蠕变期间合金的变形机制是位错以Orowan机制饶过γ'相和位错切割γ'相,其中,<110>位错切人γ或γ'相时,可分解形成(1/6)<112>肖克莱不全位错或(1/3)<112>超肖克莱不全位错+层错的位错组态.
关键词:
FGH95合金
,
固溶温度
,
组织形貌
,
持久性能
田素贵
,
谢君
,
周晓明
,
钱本江
,
伦建伟
,
于莉丽
,
汪武祥
稀有金属材料与工程
通过蠕变曲线测定和组织形貌观察,研究FGH95合金的蠕变行为及影响因素.结果表明:经1150℃固溶和时效处理后,在晶界处有粗大γ'相不连续分布,其周围存在γ'相贫化区;经1165℃固溶和时效后,合金的晶粒尺寸明显长大,并在晶界形成连续的碳化物膜;经1160℃固溶后,合金中无粗大γ'相,在晶内弥散析出细小γ'相,其中,有粒状(Nb,Ti)C相在晶内及沿晶界不连续析出,可提高合金的晶界强度,抑制品界滑移,是使合金具有较好蠕变抗力的主要原因.蠕变期间,合金的变形机制是位错剪切或绕过γ'相,蠕变后期,在晶内发生单取向和双取向滑移,并引起应力集中,致使裂纹在晶界处萌生及扩展是合金的蠕变断裂机制.
关键词:
FGH95
,
镍基合金
,
组织结构
,
蠕变
,
变形机制
,
断裂特征
田素贵
,
于莉丽
,
肖丽
,
于慧臣
,
张姝
,
钱本江
稀有金属材料与工程
在1040℃,137MPa下对[011]取向镍基单晶合金进行蠕变曲线测定,采用SEM观察热处理及蠕变后样品不同晶面的组织形貌,研究了[011]取向镍基单晶合金在蠕变期间的组织演化特征,并分析了组织演化的规律及影响因素.结果表明:取向差为4°的[011]取向镍基单晶合金经完全热处理后,组织是立方γ’相以共格方式嵌镶在γ基体相中,并沿<100>取向规则排列；在拉伸蠕变期间,合金中γ'相转变成与[001]取向平行的纤维状筏形组织.由于施加拉伸载荷,使立方γ'相中的(100)晶面及γ基体相承受挤压力,可排斥较大半径的Al、Ta原子,而在(001)晶面产生较大的晶格扩张应变,可诱捕较大半径的Al、Ta原子,因而促使γ'相沿[001]取向定向生长成为纤维状筏形组织.在外加应力作用下,不同晶面γ'/γ两相界面的应变能密度变化是促使发生元素扩散和γ’相定向粗化的驱动力.
关键词:
镍基单晶合金
,
[011]取向
,
蠕变
,
γ’相定向粗化
,
元素扩散
,
驱动力
王明罡
,
田素贵
,
于兴福
,
钱本江
稀有金属材料与工程
通过对不同状态及不同Re含量单晶镍基合金进行高、低温X射线衍射谱线测定及组织形貌观察,研究Re含量及温度对单晶镍基合金中γ、γ'两相晶格常数及错配度的影响.结果表明:铸态合金中γ、γ'两相有较大的晶格常数及错配度;经完全热处理后,立方γ'相以共格方式嵌镶在γ基体中,合金中两相的晶格常数及错配度略有减小;长期时效使γ'相粗化后,两相之间出现界面位错,使合金中两相的晶格常数及错配度绝对值增加.随Re含量增加,合金中γ、γ'两相在室温的晶格常数增大,错配度的绝对值减小.与γ'相相比,γ基体相有较大的膨胀系数,因此,随温度提高,合金中两相晶格错配度的绝对值增大.
关键词:
单晶镍基合金
,
X射线衍射分析
,
晶格常数
,
错配度
苏勇
,
田素贵
,
于莉丽
,
于慧臣
,
张姝
,
钱本江
中国有色金属学报
通过蠕变曲线的测定及微观组织形貌观察,研究[111]取向镍基单晶合金在高温低应力条件下的组织结构与蠕变行为.结果表明:经完全热处理后,[111]取向单晶合金的组织结构是立方y′相以共格方式嵌镶在y基体中,并沿<100>方向规则排列；在1 040-1 080℃、137～180 MPa的温度和应力范围内,该取向单晶合金表现出明显的温度和施加应力敏感性.蠕变期间,y′相沿与应力轴呈一定角度形成筏状组织,蠕变后期在近断口区域筏状y′相发生粗化和扭折.[111]取向单晶合金在蠕变期间的变形特征是位错在y基体通道中运动和剪切筏状y′相,由于形变量较大,较多位错切入筏状y′相后使其形成亚晶结构,其中,蠕变后期大量位错切入筏状y′相导致合金的蠕变抗力降低,是合金发生蠕变断裂的主要原因.
关键词:
单晶镍基合金
,
[111]取向
,
蠕变
,
组织演化
,
亚晶
,
变形特征
张姝
,
田素贵
,
钱本江
,
苏勇
稀有金属材料与工程
通过[001]取向镍基单晶合金拉伸蠕变期间的组织形貌观察,采用应力应变有限元方法计算出立方γ/γ’两相共格界面的von Mises应力分布,研究了合金在蠕变期间γ’相的定向粗化规律.结果表明,施加拉应力可改变立方γ/γ’两相的应力分布,使不同晶面发生晶格收缩与扩张应变,其中,(001)晶面产生晶格收缩可排斥较大半径的Al、Ti原子,(100)和(010)晶面沿平行于应力轴方向产生晶格扩张应变,可诱捕较大半径的Al、Ti原子,是使其γ’相沿扩张晶格的法线定向生长成为类似筛网层状结构的组织演化规律.并进一步提出蠕变期间发生元素扩散和γ’相定向生长的驱动力.
关键词:
单晶镍基合金
,
组织演化
,
蠕变
,
有限元分析
梁福顺
,
田素贵
,
黎阿男
,
李晶晶
,
钱本江
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.z1.046
通过组织形貌观察及蠕变曲线测定,研究了一种含Re镍基单晶合金的高温蠕变行为.结果表明,4.2％Re单晶合金在1060～1100℃温度区间具有较好的承温能力,但表现出较强的施加应力敏感性.经高温蠕变断裂后,在试样不同区域γ'相具有不同的组织形貌,在远离断口区域γ'相形成的筏状组织与施加应力轴方向垂直,而在近断口区域,筏状γ'相的粗化及扭曲程度增加为该区域发生较大塑性变形所致.在蠕变后期,合金的变形机制是迹线方向为[011]和[011]的滑移位错切入筏状γ'相,主次滑移系交替开动,使筏状γ '相发生扭折形成不规则的扭曲形态,直至发生断裂是合金的蠕变断裂机制.
关键词:
单晶镍基合金
,
元素Re
,
蠕变
,
组织演化
,
变形机制
张姝
,
田素贵
,
梁福顺
,
于莉丽
,
钱本江
中国有色金属学报
通过蠕变性能测试及组织形貌观察,研究不同形态孔洞缺陷对单晶镍基合金蠕变性能的影响,针对合金中存在有/无裂纹孔洞等铸造缺陷,对高温蠕变期间近有/无孔洞区域的应力分布进行有限元分析,根据拉应力载荷下近孔洞区域的微观应力分布特性,分析不同形态孔洞区域应力分布对单晶合金蠕变行为及组织演化的影响.结果表明:在高温蠕变期间,近有/无裂纹孔洞区域的应力分布对合金中)γ'相筏形化的形态有明显影响,在有/无裂纹孔洞两侧极点处,存在最大应力值,且可致使其裂纹沿垂直于应力轴方向发生萌生与扩展;与无裂纹孔洞相比,在有裂纹孔洞两侧的极点处应力值较大,随着蠕变的进行,在较大应力处易于发生裂纹的扩展是合金具有较低蠕变寿命的主要原因.
关键词:
单晶
,
镍基合金
,
孔洞形态
,
有限元分析
,
应力分布
,
蠕变寿命
夏丹
,
田素贵
,
李唐
,
钱本江
材料与冶金学报
doi:10.3969/j.issn.1671-6620.2008.03.009
通过蠕变曲线测定及组织形貌观察,研究了一种镍基单晶合金的蠕变行为和变形特征.结果表明:单晶合金在试验的温度和应力范围内,对施加应力和温度有明显的敏感性.由所得数据测算出合金的蠕变激活能和应力指数.蠕变初期在施加温度和应力场的作用下,立方γ′相逐渐转变成与施加应力轴方向垂直的N型筏状结构.稳态蠕变期间,合金的变形机制是位错攀移越过筏状γ′相,由于高温蠕变稳态阶段形成的N型γ′相筏状组织厚度较小,位错易于攀移,因而合金具有较大的应变速率.蠕变后期,由于塑性变形,在近断口处筏形γ′相转变成与应力轴方向呈45°角的形貌,合金的变形机制是位错剪切筏状γ′相.
关键词:
单晶镍基合金
,
组织演化
,
蠕变行为
,
变形特征
王明罡
,
田素贵
,
于慧臣
,
于兴福
,
钱本江
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2009.04.021
通过测定蠕变曲线及位错运动的内摩擦应力(σ0),研究了一种含Re单品镍基合金的蠕变行为,并计算出稳态蠕变期间的表观蠕变激活能及应力指数.结果表明:在稳态蠕变期间位错运动的内摩擦应力(σ0),随外加应力的提高略有提高,随温度的升高而明显降低.在蠕变初期,γ'相沿垂直于应力轴方向形成N型筏状结构,随蠕变进行,筏状γ'相发生粗化,且距离断口越近,筏状γ'相粗化及扭曲程度越严重,其中,由于颈缩使样品近断口区域承受最大有效应力,是使筏状γ'相粗化及扭曲加剧的主要原因.蠕变后期,合金的变形机制是位错剪切筏状γ'相.
关键词:
单晶镍基合金
,
内摩擦应力
,
蠕变
,
组织演化
