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孔径对第三代镍基单晶高温合金DD33板式试样室温拉伸性能的影响

周忠娇 , 刘涛 , 张功 , 王莉 , 楼琅洪

材料研究学报 doi:10.11901/1005.3093.2015.131

本文研究了孔径(φ=0.5、0.7及0.9 mm)对第三代镍基单晶高温合金DD33板式试样室温拉伸性能的影响.采用ARA-MIS-光学动态应变测量系统原位观测了拉伸过程中不同孔径孔周围的应变分布,并利用扫描电镜观察了拉伸试样的断口形貌.结果表明:随着孔径的增大,试样的屈服强度和抗拉强度均降低.拉伸过程中孔周围产生应变集中,而且只在孔边很小的范围.弹性变形阶段,孔边应变增长缓慢;一旦发生塑性变形,应变快速增长.孔径越大,孔周围的应变集中越严重,应变梯度越大.上述研究结果对理解含冷却孔单晶叶片的变形行为,优化叶片结构,从而提高叶片寿命具有重要意义.

关键词: 金属材料 , 材料的组织结构 , 缺陷与性能 , 室温拉伸 , ARAMIS系统 , 镍基单晶高温合金 , 孔径 , 应变

高温时效对镍基单晶高温合金的组织演化行为的影响

武丹 , 田礼熙 , 马朝利

稀有金属材料与工程

研究了高温时效对一种镍基单晶高温合金组织演变行为的影响.使合金在980,1050,1100℃,进行20,50,100 h的短期时效及在1100℃下进行200～800 h的长期时效,采用扫描电子显微镜进行组织形貌的观察、电子探针显微分析仪分析TCP相的成分,并对时效后的试样进行硬度测试.试验结果表明:在短期时效时,γ'相的粗化符合扩散控制理论的长大规律,即r3与t成正比,可求得不同温度的粗化长大系数;在长期时效下,1100℃时效400 h后,筏排状的γ'相形成且有TCP相析出,TCP相中富含Re和W元素;此外,在1050℃时效50 h及在1100℃时效20和100 h后,合金中也有TCP相的析出;硬度结果显示,不同时效条件的试样硬度值没有明显变化.

关键词: 镍基单晶高温合金 , 高温时效 , γ'相的粗化 , TCP相

预压缩变形对镍基单晶高温合金拉伸蠕变性能的影响

水丽

金属学报

摘要：对[001]取向镍基单晶合金进行预压缩处理，获得P-型筏状结构后，进行拉伸蠕变实验，测定预压缩态合金与热处理态合金的相对蠕变性能。结果表明：在800℃/600MPa条件下，预压缩态合金的初期蠕变应变及稳态蠕变速率相对较高，而持久寿命相对较短。TEM观察显示，预压缩态合金在蠕变初始阶段除了基体中的{111}<110>多滑移启动外，位错还以层错和超位错的形式切入γ’相。在980-1020℃温度区间，恒定载荷200MPa条件下，预压缩态合金的稳态蠕变速率相对较低，持久寿命相对较长，在稳态蠕变初期P型有效地抑制了位错沿垂直γ/γ’界面的攀移运动，而在稳态蠕变中期γ’相被稠密的位错网包围,位错难以切入,合金的蠕变抗力提高.

关键词: Ni基单晶高温合金 , pre-compression treatment , dislocation , null

Re强化Ni基单晶合金微观机制的电子层次研究

孙跃军 , 尚勇 , 姜晓琳

兵器材料科学与工程

　　利用固体与分子经验电子理论（EET），计算镍基单晶合金的电子结构参数。根据计算结果，从电子层次探讨Re强化镍基合金的微观机理。结果表明：镍基合金中加入Re元素，基体和增强体的电子结构参数 nA′均不同程度增大，使γ与γ′相的结构单元中原子键结合能力增强；使镍基合金γ与γ′相的原子状态数σN均增大，增加了基体和增强相的稳定性；γ与γ′相界面的原子状态组数增加，进而提高了合金的蠕变强度。

关键词: Re , 镍基单晶高温合金 , EET , 电子结构参数

镍基单晶合金承温能力提高的电子层次探究

孙跃军 , 姜晓琳 , 张倩

兵器材料科学与工程

以第1代镍基单晶合金CMSX-2、第2代合金CMSX-4和第3代合金CMSX-10为研究对象,利用固体与分子经验电子理论(EET)计算3种合金的电子结构参数,在理论上探究镍基合金承温能力提高的本质原因.研究结果表明:CMSX-2、CMSX-4、CMSX-10合金γ与γ'相最强共价键上共价电子对数nA的统计值nA、原子状态组数σN以及界面原子状态数σ的数值依次增加;γ-Me/Ni界面△ρ''的数值依次减小,γ'-Me/Ni界面Δρ'的数值依次增加;合金的承温能力与合金特征相的共价电子对数、原子状态组数及界面电子密度差密切相关.

关键词: 镍基单晶合金 , 承温能力 , EET , 电子结构参数

镍基单晶高温合金涡轮叶片缘板杂晶的研究进展

李亚峰 , 刘林 , 黄太文 , 张军 , 傅恒志

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2017.09.016

镍基单晶高温合金涡轮叶片缘板杂晶的出现严重影响叶片的力学性能,导致叶片报废.综述了关于缘板杂晶的形成本质的研究,总结了不同影响因素对缘板杂晶形成的影响及原因并概况了几种不同杂晶的控制方法,指出了以往研究中存在的问题,展望了未来研究的方向.

关键词: 镍基单晶高温合金 , 涡轮叶片 , 杂晶 , 机理 , 影响因素 , 控制方法

无铼镍基单晶高温合金的显微组织表征

庄晓黎 , 吴红宇 , 方姣 , 黄岚 , 江亮

中国有色金属学报

采用螺旋选晶法制备一种新型无铼镍基单晶高温合金,研究金相腐蚀剂对合金显微组织的影响,以及合金元素的偏析和合金的显微组织.运用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、电子探针(EPMA)、X射线衍射(XRD)、电化学萃取、电化学工作站以及图像处理软件Image pro plus(IPP)等技术方法,对镍基单晶高温合金进行表征和研究.结果表明:镍基单晶高温合金铸态组织由γ基体相、γ'强化相以及γ/γ'共晶相组成;不同的金相腐蚀剂会形成不同的显微形貌,这是由γ基体相和γ'强化相在相应腐蚀溶液中的自腐蚀电位决定的,对于γ'相体积分数的评估,应当选用腐蚀掉γ'相的图片用于计算;铸态镍基单晶高温合金偏析严重,Cr、Co、W元素偏析于枝晶干,Al、Ta元素偏析于枝晶间.

关键词: 镍基单晶高温合金 , 金相腐蚀剂 , 显微组织 , γ'相 , 元素偏析

自然科学进展﹒国际材料（英文）

关键词:

影响单晶Ni基高温合金持久性能的因素

张静华 , 唐亚俊 , 张志亚 , 于洋 , 李英敖 , 张济山 , 胡壮麒

材料研究学报

本文研究了一些直接影响单晶Ni 基高温合金持久强度的因素。原始晶界和由机械加工引起的再结晶对性能的危害极大。在经高温持久试验后的单晶中,往往形成亚结构和微孪晶。单晶合金的[001]方向平行应力轴时,持久性能最佳。当[001]方向与应力轴夹角大于10°时,持久强度大幅度下降。单晶合金中碳化物的含量越多,尺寸越大,对持久性能损害越大。初生γ′和共晶相区是单晶合金中的低强度区域,应通过固溶热处理消除。单晶高温合金经组织结构和晶体取向的一系列优化后,持久强度比普通铸造和定向凝固合金显著提高。

关键词: Ni 基单晶高温合金 , stress-rupture strength , microstructure