期刊文献+
共找到6篇文章
< 1 >
每页显示 20 50 100
先进镍基单晶高温合金蠕变行为的研究进展 被引量:13
1
作者 岳全召 刘林 +5 位作者 杨文超 黄太文 孙德建 霍苗 张军 傅恒志 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期479-489,共11页
先进镍基单晶高温合金具有优良的成分兼容性,在1 000℃以及更高温度下仍能保持较高的组织稳定性、抗蠕变性、抗疲劳性、抗氧化性和抗腐蚀性能,被广泛应用于现代航空发动机和地面燃气轮机的涡轮叶片等关键热端部件。在服役过程中,镍基单... 先进镍基单晶高温合金具有优良的成分兼容性,在1 000℃以及更高温度下仍能保持较高的组织稳定性、抗蠕变性、抗疲劳性、抗氧化性和抗腐蚀性能,被广泛应用于现代航空发动机和地面燃气轮机的涡轮叶片等关键热端部件。在服役过程中,镍基单晶高温合金主要发生涡轮叶片旋转造成的蠕变及疲劳变形。另外,现代航空发动机对涡轮进口温度的要求不断提升,使得镍基单晶高温合金的承温承载能力面临着更大的挑战。长期以来,材料科研工作者尝试了许多方法来提升镍基单晶高温合金的蠕变性能:在镍基单晶高温合金中添加了大量的难熔元素(W、Cr、Mo、Re等),降低了元素的扩散速率,从而提高了合金的固溶强化水平;添加了γ'相形成元素(Al、Ti、Ta),形成金属间化合物γ'沉淀相,利用γ'沉淀相与γ基体相之间的相干应变、有序化,以及弹性模量和堆垛层错能差异等沉淀强化机制,提高合金的强度;通过调整热处理制度,进一步优化沉淀相的尺寸、形态以及体积分数,最大化沉淀强化效果;通过调整Mo与Re的含量,提高γ'沉淀相与γ基体相的错配度,细化γ/γ'界面位错网间距,强化γ/γ'相界面强度,提高镍基单晶高温合金的蠕变抗力;同时加入适量的Pt族金属元素,抑制了TCP有害相的析出,进一步稳定了合金组织。然而,镍基单晶高温合金中元素的合金化程度已很高,在CMSX-10中难熔元素的含量高达20.5%,这已经接近镍基体的溶解度极限;同时,也带来了其他一系列问题:组织不稳定性(包括凝固缺陷析出倾向的增加、TCP相的析出)以及合金密度和成本的增加。另外,对于第四代及其后续的镍基单晶高温合金的设计,除依赖提高难熔元素含量和加入铂族元素稳定组织外,并无其他公开、有效的措施。现行措施也与现代工业追求低密度、低成本、环境友好的理念背道而驰。因此,深入认识镍基高温合金成分-组织-结构-性能之间的内在联系十分重要,亟待突破现有的合金设计理论。本文试图从最重要的长时力学性能之一的蠕变性能出发,分别对镍基单晶高温合金成分、组织结构、蠕变行为特点等方面进行了阐述,重点探讨了固溶元素、γ'体积、尺寸、形态、γ/γ'界面、堆垛层错能(SFE)、反相畴界能(APB)等因素对蠕变行为、蠕变机制的影响规律,分析了镍基单晶高温合金蠕变行为研究面临的问题,并展望其研究前景,以期能够深入理解单晶高温合金的强韧化机理,为新一代镍基单晶高温合金的设计提供一些思路。 展开更多
关键词 先进镍基单晶高温合金 蠕变 位错网 强韧化机理
下载PDF
碳对镍基单晶高温合金凝固缺陷影响的研究进展 被引量:10
2
作者 王晓娟 刘林 +5 位作者 黄太文 杨文超 岳全召 霍苗 张军 傅恒志 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期148-156,共9页
镍基单晶高温合金因优异的高温力学性能而被广泛应用于先进航空发动机的涡轮叶片和导向叶片等热端部件中。近几十年来,随着单晶高温合金的发展,合金代次已由最初的第一代发展到第五代。在单晶高温合金逐代更替的过程中,一方面微量元素... 镍基单晶高温合金因优异的高温力学性能而被广泛应用于先进航空发动机的涡轮叶片和导向叶片等热端部件中。近几十年来,随着单晶高温合金的发展,合金代次已由最初的第一代发展到第五代。在单晶高温合金逐代更替的过程中,一方面微量元素碳由最初的完全去除发展到后来的限量使用,另一方面难熔元素(W、Mo、Ta和Re)的加入量逐渐增加。这是因为碳的加入可以减少氧化物,提高合金的纯净度,改善合金的可铸性,其主要的作用是控制由难熔元素增加所引起的雀斑、缩松、杂晶和小角度晶界等凝固组织缺陷。目前,碳对镍基单晶高温合金中凝固缺陷影响的研究取得了一些进展,但也存在一定问题。研究表明雀斑的形成是糊状区液态金属流动所导致的枝晶生长停滞或枝晶熔断,通过碳的添加减缓液态金属流动以抑制雀斑的形成,但这一研究仅停留在定性阶段,在定量上仅有一些经验公式和判据,关于碳化物在糊状区的析出时间与析出量如何影响热质流动的证据欠缺,需进一步完善。研究发现缩松是凝固过程中固相和液相收缩率不同所引起的枝晶间的微小熔池,碳添加形成的适量碳化物可以通过后期生长填补枝晶间的孔洞以减少缩松,但此研究也只停留在实验现象和笼统的定性说明阶段,具体到碳化物添加量和缩松含量之间的关系还没有明确的规律,还需要深入探究。杂晶的形成与枝晶碎片、模壁过冷形核和籽晶回熔有关,碳的添加可以抑制热质流动,减少枝晶碎片,降低过冷形核,避免杂晶生成。小角度晶界的产生是由于枝晶弯曲和扭转变形,与热质流动无关,微量元素碳的添加虽然不能阻止这类缺陷出现,但可以起到晶界强化作用。目前,碳对杂晶和小角度晶界的影响无论从实验现象还是机理分析都非常欠缺,需要系统地进行研究。本文综述了碳对镍基单晶高温合金中凝固缺陷影响的研究进展,重点阐述了碳对凝固组织缺陷的影响规律以及机制,并提出了存在的问题及今后的研究趋势,以期为提高高温合金的力学性能和产品合格率奠定理论基础。 展开更多
关键词 镍基单晶高温合金 凝固缺陷
下载PDF
镍基高温合金微孪晶形成机制的研究进展 被引量:12
3
作者 屈鹏飞 杨文超 +2 位作者 岳全召 曹凯莉 刘林 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第23期3971-3978,共8页
镍基高温合金具有优良的成分兼容性、良好的组织稳定性、抗氧化和抗腐蚀性能,被广泛用于航空发动机和地面燃气轮机的涡轮叶片等关键的热端部件。沉淀相γ′对位错运动的阻碍是镍基高温合金的主要强化作用之一。一般而言,这种阻碍作用不... 镍基高温合金具有优良的成分兼容性、良好的组织稳定性、抗氧化和抗腐蚀性能,被广泛用于航空发动机和地面燃气轮机的涡轮叶片等关键的热端部件。沉淀相γ′对位错运动的阻碍是镍基高温合金的主要强化作用之一。一般而言,这种阻碍作用不仅与γ′相的形貌、体积分数及尺寸有关,也取决于γ′相与位错的交互作用。通常这种交互作用机制可分为三种:切割机制、Orowan绕过机制和热激活攀移机制。当不同类型的位错切割γ′相时,在γ′相中会形成不同的高能缺陷,能够阻碍位错运动,延缓材料软化。这类结构或成分缺陷包括:反相畴界(APB)、复杂层错(CSF)、超点阵内禀层错(SISF)、超点阵外禀层错(SESF)和微孪晶。微孪晶化(Micro-twinning)是镍基高温合金中一种重要的变形机制,主要发生在中温高应力条件下。此外,中温拉伸变形过程中也有微孪晶产生。早期研究表明,微孪晶的产生与SESF有关,可以认为SESF是“胚体孪晶”,且SESF是由a/3〈112〉超点阵不全位错切入γ′相产生的。基于溶质原子短程扩散的原子重排(Reordering)机制被用来解释微孪晶的形成,即a/6〈112〉不全位错切入γ′相中先产生CSF,而后CSF通过原子重排转变为SESF,最终形成微孪晶。最近的研究表明,在微孪晶产生过程中,Co和Cr原子会在成分偏析和柯氏气团的作用下发生长程扩散,因此有学者指出微孪晶的形成是原子重排短程扩散机制和偏析主导的长程扩散共同作用的结果。同时,对于高温合金微孪晶机制的研究,研究人员不再局限于其形成机制,而对微孪晶的长大机制有了进一步的理解。共格的纳米孪晶界作为金属材料中的一种特殊缺陷,可以有效阻碍位错运动,从而强化材料,这种强化方式已经在纳米铜、TWIP钢以及TiAl合金中得到应用。研究人员发现,孪晶能够强化固溶强化的镍合金;同时,有学者发现镍基高温合金中退火孪晶界对位错运动有明显的阻碍作用。因此,微孪晶化有望成为一种强化镍基高温合金的方法。本文归纳了镍基高温合金中微孪晶形成机制的发展和演变,分析了不全位错、内禀层错、外禀层错、复杂层错、元素偏析以及柯氏气团(Cottrell atmospheres)在微孪晶化中所起的作用,同时也阐述了孪晶界面处元素偏析在孪晶长大中的作用。此外,本文还综述了微孪晶在镍基高温合金强化中的作用,指出了通过微孪晶强化高温合金过程中存在的问题,展望了微孪晶在高温合金强化中的应用,为研究高温合金的中温变形机制和孪晶强化机制提供参考。 展开更多
关键词 镍基高温合金 变形机制 微孪晶 元素偏析 孪晶强化
下载PDF
Sedimentation Process and Phase Transition of Solids Under High Gravity
4
作者 Wang Jiahui Zhao Xinbao +4 位作者 yue quanzhao You Fangjie Xia Wanshun Gu yuefeng Zhang Ze 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2468-2477,共10页
The recent progress and future prospects for ultra-centrifugal sedimentation in solids are described,mainly involving equipment,miscible systems and compounds.Almost 90%ultracentrifugation experiments were performed o... The recent progress and future prospects for ultra-centrifugal sedimentation in solids are described,mainly involving equipment,miscible systems and compounds.Almost 90%ultracentrifugation experiments were performed on the 1st and 2nd high-temperature ultracentrifuge which is typically operated at temperatures below 500℃ under the maximum centrifugal acceleration up to 106 g.The strong gravitational and temperature fields induce atomic-scale graded structure,grain growth and refinement,and voids accumulation caused by the atomic sedimentation in miscible systems.New structures,properties and substances are produced in some compounds.A new cantilever high-temperature ultracentrifuge with a test temperature up to 1200℃ is under construction at Zhejiang University,making it possible to simulate the composition,microstructure and property evolution of superalloys in the operating environment of aircraft engines. 展开更多
关键词 high gravity SEDIMENTATION DIFFUSION SUPERALLOY
原文传递
Mar-M247合金高温拉伸断裂机制的原位研究
5
作者 刘浩 隋永枫 +7 位作者 余沛坰 刘艳领 赵新宝 王晋 张跃飞 岳全召 谷月峰 张泽 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期3442-3451,共10页
利用原位高温拉伸台在扫描电镜中研究了镍基铸造高温合金Mar-M247在室温、400与760℃拉伸过程中的动态组织演变和断裂机制。原位测试结果表明,在室温到760℃范围内,Mar-M247合金的屈服强度与抗拉强度随温度的升高略有下降,拉伸塑性略有... 利用原位高温拉伸台在扫描电镜中研究了镍基铸造高温合金Mar-M247在室温、400与760℃拉伸过程中的动态组织演变和断裂机制。原位测试结果表明,在室温到760℃范围内,Mar-M247合金的屈服强度与抗拉强度随温度的升高略有下降,拉伸塑性略有提高。室温原位拉伸过程中,并没有出现滑移带;400和760℃原位拉伸时,只在样品断口附近存在少量的滑移带。随拉伸温度的提高,合金的断裂机制并无明显变化,均表现为韧性穿晶断裂。合金的微裂纹主要来源于变形过程中碳化物的破裂,晶内与晶界都存在因碳化物破裂而形成的微裂纹。 展开更多
关键词 Mar-M247合金 原位拉伸 组织演变 断裂机制
原文传递
Mo和W对镍基单晶高温合金组织和关键性能的影响研究进展 被引量:6
6
作者 程远 赵新宝 +3 位作者 岳全召 夏万顺 谷月峰 张泽 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2599-2611,共13页
镍基单晶高温合金因其优异的高温性能而广泛应用于航空发动机涡轮叶片的制备。经过几十年的发展,国外已发展至第6代镍基单晶高温合金,合金体系中的Re和Ru等贵金属元素的含量也不断增加。贵金属元素的添加导致合金的成本和密度上升,对合... 镍基单晶高温合金因其优异的高温性能而广泛应用于航空发动机涡轮叶片的制备。经过几十年的发展,国外已发展至第6代镍基单晶高温合金,合金体系中的Re和Ru等贵金属元素的含量也不断增加。贵金属元素的添加导致合金的成本和密度上升,对合金的研制和批量商业化应用不利。Mo和W作为较低成本的强化元素,在镍基单晶高温合金中发挥了重要的作用,相关作用机理已有较为广泛的研究,简单综述了Mo和W在镍基单晶高温合金中对微观结构,包括元素分布、γ/γ′两相结构、组织稳定性等方面,以及高温持久性能、凝固缺陷和抗氧化及抗热腐蚀性等的影响,并提出了未来潜在的研究方向。 展开更多
关键词 镍基单晶高温合金 MO W 微观组织 蠕变变形
原文传递
上一页 1 下一页 到第
使用帮助 返回顶部