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一种低密度镍基单晶高温合金的组织与性能研究

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

DD3单晶高温合金改进热处理工艺后的力学性能

骆宇时 , 张剑 , 赵云松 , 崔丽丽 , 贾玉亮 , 许剑伟 , 杨帅

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2011.z1.017

在提高DD3单晶高温合金蠕变性能的热处理工艺改进研究基础上,研究了改进热处理工艺条件下DD3合金的力学性能,并研究了改进后的热处理工艺与叶片涂层工艺的匹配性.对比了国内外单晶合金的性能与成本,结果表明,改进热处理工艺显著提高了合金的综合性能,改进热处理工艺后的DD3合金在140MPa/100h条件下的承温能力达到1070℃;蠕变性能与国外第一代单晶合金蠕变性能相当,在1040℃/137MPa、1050℃/140MPa条件下持久性能更优.与国内外单晶合金的成本与性能比较表明,DD3合金是成本最低的单晶合金,也是性价比最高的单晶合金之一.其独特的成分与成本优势、良好的工艺性、较宽泛的工艺适应性,使其在民用领域具有较大的应用潜力.

关键词: 单晶高温合金 , DD3 , 性能 , 成本

热等静压对第二代单晶高温合金DD6显微组织和力学性能的影响

郭会明 , 赵云松 , 郑帅 , 许剑伟 , 张剑 , 骆宇时 , 董建新

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.10.009

通过1280，1300℃和1320℃3个温度的热等静压实验，对比分析热等静压对第二代单晶高温合金DD6显微组织和力学性能的影响。结果表明：热等静压能够显著减少显微疏松，尤其是经过1300℃／100M Pa ，4h热等静压处理的合金内部显微疏松含量从0．31％降低到0．04％。提高热等静压温度能显著减少共晶含量。热等静压对合金的持久性能没有明显影响，但能显著提高DD6单晶合金的低周疲劳性能。经过1300℃／100M Pa ，4h热等静压处理的合金疲劳寿命较经过标准热处理的疲劳寿命提高了一个数量级，这与热等静压显著减少合金中的疏松孔洞相关。

关键词: 热等静压 , 单晶高温合金 , 显微疏松 , 力学性能

Hf含量对DD6单晶高温合金组织和持久性能的影响

史振学 , 李嘉荣 , 刘世忠 , 骆宇时 , 赵金乾

稀有金属材料与工程

研究了Hf含量对DD6单晶高温合金热处理组织和持久性能的影响.结果表明,在本实验研究范围内,随着Hf含量的增加,热处理后合金残余共晶量增加,枝晶干的γ'相尺度无明显变化,枝晶间的γ'相尺度有所减小.在1100℃,140MPa条件下,随着Hf含量的增加,合金的持久寿命先升高后降低,持久延伸率先快速增加,然后慢速增加.讨论了不同Hf含量合金的显微组织与持久性能的关系.

关键词: DD6单晶高温合金 , Hf , 持久性能

一种镍基单晶高温合金的高温蠕变行为

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

铼对单晶高温合金γ、γ′相的影响

骆宇时 , 李嘉荣 , 刘世忠 , 孙凤礼 , 韩梅 , 曹春晓

钢铁研究学报

以DD6合金为基础，适当调整铼含量，浇注出4种不同铼含量的单晶合金。通过对标准热处理后合金试样扫描电镜和透射电镜的观察、测量和分析，研究了铼含量对热处理合金γ、γ′相尺寸、分布、体积分数以及合金元素在两相间的分配行为的影响。结果表明，铼对上述各因素的影响显著。

关键词: 铼;单晶高温合金;γ相;γ′相

Re对单晶高温合金持久性能的强化作用

骆宇时 , 李嘉荣 , 刘世忠 , 孙凤礼 , 曹春晓

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2005.08.003

通过对四种不同Re含量的单晶高温合金1100℃/140MPa持久性能研究,探讨了Re对单晶高温合金持久性能的强化作用.结果表明:合金的稳定性显著影响Re对高温持久性能的强化作用.适量Re提高单晶高温合金的持久寿命,过量Re降低合金的稳定性,明显降低Re对合金的强化作用.

关键词: 持久寿命 , Re , 强化作用

一种镍基单晶高温合金的热机械疲劳行为

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

抽拉速率对DD6单晶高温合金组织的影响

张明军 , 骆宇时 , 肖程波 , 唐定中 , 吴仲棠

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.11.003

采用不同的抽拉工艺制备DD6单晶合金,分析了DD6单晶合金的显微组织,研究了不同抽拉工艺对DD6合金组织的影响.结果表明,随着抽拉速率的降低,DD6合金一次枝晶间距增加,枝晶干和枝晶间γ′相尺寸变大,共晶组织呈粗化趋势,γ-γ′共晶组织含量减少,合金中主要元素偏析程度减轻.

关键词: 单晶高温合金 , 抽拉速率 , 组织

一种提高DD3单晶高温合金蠕变性能的热处理工艺

骆宇时 , 韩梅 , 李嘉荣 , 赵金乾 , 刘世忠 , 唐定中

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2008.07.009

根据DD3单晶高温合金的热分析和相分析结果,制定了新的热处理工艺.该优化工艺提高了合金的固溶处理温度,并增加了一级时效制度.研究了优化工艺热处理后DD3合金的蠕变及拉伸性能,对比分析了优化工艺和标准工艺处理后的组织、元素分布和力学性能.结果表明,优化后的热处理工艺改善了合金组织和元素的分布,显著提高了合金的蠕变性能.

关键词: DD3 , 单晶高温合金 , 热处理工艺 , 蠕变性能

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