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电子束熔炼新型Ni-Co基高温合金过程中合金元素的挥发行为及熔池温度计算 被引量：3
1
作者 王以霖 谭毅 +5 位作者 崔传勇 游小刚 赵龙海 崔弘阳 李鹏廷 李晓娜 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期172-177,共6页
本工作采用电子束熔炼方法制备了新型Ni-Co基高温合金,对熔炼后铸锭的显微组织、成分、合金元素挥发行为以及熔池表面温度分布进行了研究。结果表明,随着熔炼功率的增加,铸锭的显微组织越来越细,质量损失越来越大。熔炼后Cr和Al的质量... 本工作采用电子束熔炼方法制备了新型Ni-Co基高温合金,对熔炼后铸锭的显微组织、成分、合金元素挥发行为以及熔池表面温度分布进行了研究。结果表明,随着熔炼功率的增加,铸锭的显微组织越来越细,质量损失越来越大。熔炼后Cr和Al的质量分数下降,其余元素质量分数上升。在相同温度下,纯元素Al的饱和蒸气压最大,W的饱和蒸汽压最小。将熔体系统简化为Ni-Cr-Co三元合金模型来研究其挥发行为,合金元素的活度系数和活度可采用Miedema模型预测,Ti、Mo、W元素的理论挥发速率很小,挥发损失基本可以忽略不计。Al元素的挥发速率通过引入活度系数补偿因子计算。熔炼功率为10 kW、12 kW、14 kW时熔池的平均温度分别为1863.6 K、1890.6 K和1904.3 K,对应的熔池最高温度分别为2368.1 K、2402.4 K、2419.8 K。 展开更多
关键词 高温合金 电子束熔炼 元素挥发 温度分布
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新型Ni-Co基高温合金的显微组织特点和析出相热力学计算
2
作者 庄辛鹏 谭毅 +4 位作者 赵龙海 崔传勇 崔弘阳 游小刚 李鹏廷 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期111-118,共8页
利用光学显微镜和扫描电镜观察新型Ni-Co基高温合金的铸态组织,采用JMatPro软件在平衡和非平衡凝固条件下对该合金进行热力学计算,研究了合金的相析出特点。结果表明:试验合金呈现枝晶形貌,偏析严重,主要组织为γ'相、η相、γ/γ&#... 利用光学显微镜和扫描电镜观察新型Ni-Co基高温合金的铸态组织,采用JMatPro软件在平衡和非平衡凝固条件下对该合金进行热力学计算,研究了合金的相析出特点。结果表明:试验合金呈现枝晶形貌,偏析严重,主要组织为γ'相、η相、γ/γ'共晶组织以及MC碳化物。平衡凝固条件下,试验合金的主要析出相为γ'、η、μ、σ、碳化物以及硼化物;钛和铝含量增加导致γ'相析出量增加,析出温度升高;η相析出温度和析出量随钛含量增加呈线性增加。在非平衡凝固过程中,钛、钼元素富集在液相中,而铝、铬、钴和钨元素在液相中贫乏。 展开更多
关键词 新型Ni-Co基高温合金 热力学计算 平衡析出相 析出温度
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电子束精炼及层覆凝固Inconel 718合金的流变行为及本构方程
3
作者 赵龙海 谭毅 +3 位作者 白如圣 游小刚 庄辛鹏 崔弘阳 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期88-96,共9页
对电子束层覆凝固Inconel 718合金(EBLS 718合金)和电子束精炼Inconel 718合金(EBS 718合金)进行等温压缩试验,变形温度分别为1010,1050,1100,1140℃,应变速率分别为0.001,0.01,0.1,1 s^(-1),对比研究了2种合金的热变形流变行为,基于Arr... 对电子束层覆凝固Inconel 718合金(EBLS 718合金)和电子束精炼Inconel 718合金(EBS 718合金)进行等温压缩试验,变形温度分别为1010,1050,1100,1140℃,应变速率分别为0.001,0.01,0.1,1 s^(-1),对比研究了2种合金的热变形流变行为,基于Arrhenius本构方程建立了2种合金的本构方程。结果表明:2种合金在不同变形温度和应变速率下的流变行为相似;流变应力均随着应变速率的增加而增大,随着变形温度升高而降低;由于存在层覆界面,EBLS 718合金在热压缩变形过程中在更低温度下出现了屈服下降现象,变形激活能更低,动态软化效应更加明显;2种合金变形机制均主要为晶格自扩散引起的高温攀移机制。 展开更多
关键词 Inconel 718合金 电子束精炼 层覆熔炼 热变形 本构方程
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电子束流促进冶金过程中夹杂物迁移去除的研究现状 被引量：1
4
作者 谭毅 李毅 +2 位作者 游小刚 崔弘阳 羌建兵 《材料与冶金学报》 CAS 北大核心 2022年第4期235-246,共12页
夹杂物的去除一直是材料冶金行业研究的焦点问题.经过几十年的发展,传统的冶金除杂技术不能完全满足现代工业生产的需求,仍需要不断探索和研发新的除杂技术.近年来,在合金熔体中施加电子束流强化夹杂物迁移去除的冶金技术因具备清洁高... 夹杂物的去除一直是材料冶金行业研究的焦点问题.经过几十年的发展,传统的冶金除杂技术不能完全满足现代工业生产的需求,仍需要不断探索和研发新的除杂技术.近年来,在合金熔体中施加电子束流强化夹杂物迁移去除的冶金技术因具备清洁高效的特点受到了广泛关注.这种夹杂物去除技术的主要机制有与密度差相关的物相分离机制、流体动力学机制,以及与电性能相关的电迁移机制、电磁挤压力机制、电自由能驱动机制和扩散双电层理论等.依据这一类原理,形成并发展了一系列先进的施加电子束流强化冶金除杂的技术,如连续电流除杂技术、脉冲电流除杂技术、电子束冶金除杂技术等.在此基础上,本文就电子束流对冶金过程中夹杂物去除的影响及相关技术和机理进行了综述,对未来该研究的方向及趋势进行了展望. 展开更多
关键词 电子束流 冶金 夹杂物
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熔体过热处理对FGH4096镍基高温合金纯净化行为及凝固组织的影响 被引量：1
5
作者 张峰 游小刚 +4 位作者 谭毅 庄辛鹏 崔弘阳 王以霖 常凯 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期9-19,共11页
在不同熔体过热温度(1415,1463,1523℃)和过热时间(10,20,30 min)下对FGH4096镍基高温合金进行熔体过热处理,研究了熔体过热对合金纯净化行为及凝固组织的影响。结果表明:随着熔体过热温度的升高或过热时间的延长,二次枝晶间距逐渐减小... 在不同熔体过热温度(1415,1463,1523℃)和过热时间(10,20,30 min)下对FGH4096镍基高温合金进行熔体过热处理,研究了熔体过热对合金纯净化行为及凝固组织的影响。结果表明:随着熔体过热温度的升高或过热时间的延长,二次枝晶间距逐渐减小;随着过热温度的升高,合金中元素的偏析程度降低,过热时间对元素偏析程度的影响不大;当过热温度为1415~1463℃时,熔体主要发生碳-氧反应,吸氮反应较弱,合金中氧含量和氮含量均较低;当熔体过热温度为1463~1523℃时,熔体主要发生MgO坩埚分解反应和吸氮反应,因此合金中的氧含量和氮含量均较高。 展开更多
关键词 熔体过热 FGH4096合金 纯净化 偏析
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电子束层覆凝固Inconel 718合金的元素挥发行为
6
作者 赵龙海 谭毅 +3 位作者 白如圣 游小刚 庄辛鹏 崔弘阳 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期15-20,26,共7页
基于电子束精炼Inconel 718合金元素挥发规律模型,设计了短时和长时熔化电子束层覆凝固工艺,研究了电子束层覆凝固制备Inconel 718合金的元素挥发规律以及层覆熔化时间和层覆层质量对元素挥发行为的影响。结果表明:当电子束功率为12kW... 基于电子束精炼Inconel 718合金元素挥发规律模型,设计了短时和长时熔化电子束层覆凝固工艺,研究了电子束层覆凝固制备Inconel 718合金的元素挥发规律以及层覆熔化时间和层覆层质量对元素挥发行为的影响。结果表明:当电子束功率为12kW且精炼时间为10min时,要实现电子束层覆凝固Inconel 718合金元素的精准控制,需要将层覆层质量控制在450g以上;电子束层覆凝固过程中应尽量缩短熔化时间(低于240s),直接将电子束功率升高到12kW进行精炼,可以有效地避免因长时间熔化导致的质量损失过大;层覆层质量的增加对电子束层覆凝固过程中合金元素的挥发规律影响不大,但有利于合金成分的精准控制。 展开更多
关键词 Inconel 718合金 电子束层覆凝固 合金元素挥发
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电子束熔炼功率对GH4068合金微观组织、偏析和γ′相析出行为的影响
7
作者 白如圣 谭毅 +4 位作者 崔弘阳 宁莉丹 崔传勇 王云鹏 李鹏廷 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1189-1199,共11页
高合金化的变形高温合金铸态组织存在微观偏析较大、组织均匀性差等问题,严重影响了其后续热加工性能。为了优化变形高温合金的铸态组织,采用电子束熔炼(EBS)法熔炼GH4068合金,采用不同EBS功率熔炼10 min制备低偏析的GH4068合金铸锭。... 高合金化的变形高温合金铸态组织存在微观偏析较大、组织均匀性差等问题,严重影响了其后续热加工性能。为了优化变形高温合金的铸态组织,采用电子束熔炼(EBS)法熔炼GH4068合金,采用不同EBS功率熔炼10 min制备低偏析的GH4068合金铸锭。结果表明:经过EBS熔炼后的铸锭底部为细晶区,仅存在胞状偏析和胞状树枝晶,中部较大区域为竖直生长的柱状晶区,二次枝晶生长方向与柱状晶生长方向平行,顶部存在少量等轴晶,枝晶生长方向较为杂乱。成分分析表明,合金中Cr元素挥发最为明显,当EBS功率为17 kW时,其含量降低1.97%。EBS较传统真空感应熔炼(VIM)+电渣重熔熔炼(ESR)双联工艺所制备的铸锭组织更为均匀,当EBS功率为12 kW时,二次枝晶间距λ_(2)为44.6μm,与双联工艺相比,λ_(2)减小了32.2%,铸锭枝晶区微观偏析程度明显降低,典型易偏析元素Ti和W的微观偏析程度分别降低了20.4%和18.6%。枝晶间γ′相尺寸较大、呈块状析出,而枝晶干的γ′相呈球状且尺寸较枝晶间更为均匀细小,在EBS功率为12 kW时所制备铸锭的γ′相尺寸最小且枝晶间不规则γ′相最少。在EBS过程中,熔体的实际温度远高于合金的熔化温度,熔体经过过热处理后团簇结构有效分解,元素分布更为均匀,在凝固过程中过冷度增加,熔体的均匀性遗传到凝固组织中使铸态组织细化,微观偏析程度降低。同时,在EBS过程中,由于电子束在熔池表面的轰击产生局部高温,能够有效降低合金中的N含量。 展开更多
关键词 电子束熔炼 高温合金 枝晶组织 微观偏析
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