GH600高温合金重熔层组织结构对激光焊接性能的影响研究 被引量：1

1

作者 张超 张亚光 +4 位作者 米天健 郝娟 姚特力 刁金香 吴冬 《精密成形工程》 北大核心 2023年第8期148-155,共8页

目的研究GH600高温合金重熔层组织对T形激光焊接强度的影响。方法采用激光焊工艺制备GH600高温合金T形焊接接头,采用金相显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪观察重熔层去除前后焊接接头的显微组织和元素分布。采用电子万能试验机测试去除... 目的研究GH600高温合金重熔层组织对T形激光焊接强度的影响。方法采用激光焊工艺制备GH600高温合金T形焊接接头,采用金相显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪观察重熔层去除前后焊接接头的显微组织和元素分布。采用电子万能试验机测试去除重熔层前后焊接接头的力学性能,采用维氏硬度计测试焊接接头的硬度。结果去除重熔层的焊接接头的抗拉强度约为1400MPa,约为未去除重熔层焊接接头抗拉强度的3倍。结论焊接强度下降的主要原因如下:重熔层内部存在较大的内应力和缺陷;二次结晶时内应力释放;第二相对晶界的钉扎失效使晶粒异常长大,进而形成白带层。 展开更多

关键词 重熔层 激光焊接 T形焊接接头 GH600高温合金 焊接强度

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Si_3N_4/(Cu,Nb)/Ni/Inconel600高温合金部分液相扩散连接接头的组织与力学性能

2

作者 杨敏 邹增大 +1 位作者 宋文鹏 孙小磊 《山东大学学报（工学版）》 CAS 2007年第6期36-40,共5页

为了在较低的连接温度、连接压力和连接时间下获得高温稳定性好的陶瓷/金属接头,通过设计非对称中间层(Cu,Nb)/Ni,在连接温度为1403 K/1373 K,连接时间为50 min,连接压力为7.5 MPa,冷却速度为10 K/min的工艺条件下,采用真空扩散连接设备... 为了在较低的连接温度、连接压力和连接时间下获得高温稳定性好的陶瓷/金属接头,通过设计非对称中间层(Cu,Nb)/Ni,在连接温度为1403 K/1373 K,连接时间为50 min,连接压力为7.5 MPa,冷却速度为10 K/min的工艺条件下,采用真空扩散连接设备,进行了Si3N4/Inconel600高温合金接头的部分液相扩散连接(partial liquid phase dif-fusion bonding,PLPDB).接头的强度通过剪切试验评价,接头组织形态采用扫描电子显微镜(SEM)进行了观察和分析.实验结果表明,Cu,Nb配比、(Cu,Nb)层的厚度和连接温度影响接头的组织形态、强度与断裂.在连接温度为1403 K时,Cu,Nb配比增加,接头中的孔洞缺陷减小,接头强度提高,断裂位置从陶瓷/中间层界面向陶瓷转变.当连接温度为1403 K,Cu,Nb配比为10,(Cu,Nb)层厚度不超过0.2 mm时,随着(Cu,Nb)层厚度的增加,接头强度提高.当连接温度从1403 K降到1373 K时,接头强度明显提高. 展开更多

关键词 PLPDB SI3N4陶瓷 INCONEL 600高温合金 Cu N-b配比 连接温度

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增材制造600℃高温钛合金研究进展 被引量：3

3

作者 弭光宝 谭勇 +2 位作者 陈航 李培杰 张学军 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期15-30,共16页

先进航空发动机高压压气机550~600℃环境使用的关键/重要件对600℃高温钛合金提出迫切需求。但是,难成形的复杂构件以及梯度/复合结构与功能一体化构件等的制造,采用传统铸造、锻造等工艺技术难以满足需求和研发要求。增材制造是先进制... 先进航空发动机高压压气机550~600℃环境使用的关键/重要件对600℃高温钛合金提出迫切需求。但是,难成形的复杂构件以及梯度/复合结构与功能一体化构件等的制造,采用传统铸造、锻造等工艺技术难以满足需求和研发要求。增材制造是先进制造技术的典型代表,拥有材料设计-制造一体化、复杂设计-定制一体化等独特优势,为600℃高温钛合金新材料/新技术研发提供了新的途径。目前国内外已开始关注通过增材制造的方式制备600℃高温钛合金,重点研究材料-工艺-组织-性能的关系。本文首先简要回顾600℃高温钛合金研究,其次重点介绍不同增材制造工艺下600℃高温钛合金沉积态和后处理态的微观组织特点;在综合性能研究方面,列举并分析拉伸性能、蠕变性能、热疲劳性能和抗氧化性能等关键性能;在复杂设计/复合结构章节,论述以600℃高温钛合金为基体的复合材料和梯度结构增材制造的研究进展。最后,对增材制造600℃高温钛合金材料开发、复合工艺探索、缺陷控制和性能评价标准建立等研究方向进行展望。 展开更多

关键词 600℃高温钛合金 增材制造 组织性能 复杂结构 发展方向

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600℃高温钛合金燃烧组织演变及机理 被引量：5

4

作者 吴明宇 弭光宝 +1 位作者 李培杰 黄旭 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第16期198-216,共19页

采用摩擦氧浓度法测定600℃高温钛合金的阻燃性能,通过聚焦离子束技术和高分辨电子显微镜对燃烧组织的燃烧区、熔凝区和热影响区内不同价态的氧化产物进行表征与界面结构分析,发现燃烧产物Al_(2)O_(3),Ti_(2)O_(3)以及TiO_(2)具有不同... 采用摩擦氧浓度法测定600℃高温钛合金的阻燃性能,通过聚焦离子束技术和高分辨电子显微镜对燃烧组织的燃烧区、熔凝区和热影响区内不同价态的氧化产物进行表征与界面结构分析,发现燃烧产物Al_(2)O_(3),Ti_(2)O_(3)以及TiO_(2)具有不同于氧化过程的形成方式;结合自由能和蒸气压计算,揭示燃烧组织演变的机理及其对合金阻燃性能的影响.结果表明,合金中6%的Al元素含量导致熔凝区/热影响区界面不能形成连续性Al_(2)O_(3)保护层;1800 K左右TiO蒸气压的显著增加造成熔凝区形成Ti_(2)O_(3)和Ti构成的疏松结构,为氧的快速内扩散提供路径;此外,燃烧区中形成的TiO_(2)熔体对基体不具有保护作用.因此,600℃高温钛合金不具备良好的阻燃性能. 展开更多

关键词 600℃高温钛合金 燃烧组织 燃烧机理 热力学计算

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固溶处理对Ti-600高温钛合金蠕变性能的影响 被引量：19

5

作者 郭萍 洪权 +3 位作者 曾立英 戚运莲 刘向 赵永庆 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2006年第14期50-52,共3页

研究了固溶处理温度和随后的冷却方式对Ti-600高温合金蠕变性能的影响。结果表明,为了获得最佳的抗蠕变性能,宜采用相变点以上的温度进行固溶及随后空冷的处理制度,合金在600℃、150MPa条件下进行蠕变变形,主要受晶界滑动和晶内位错的... 研究了固溶处理温度和随后的冷却方式对Ti-600高温合金蠕变性能的影响。结果表明,为了获得最佳的抗蠕变性能,宜采用相变点以上的温度进行固溶及随后空冷的处理制度,合金在600℃、150MPa条件下进行蠕变变形,主要受晶界滑动和晶内位错的滑移和攀移所控制。 展开更多

关键词 固溶处理 Ti-600高温钛合金 蠕变性能

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Ti-600合金的高温蠕变行为 被引量：8

6

作者 曾立英 杨冠军 +1 位作者 洪权 赵永庆 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期81-85,共5页

研究了Ti-600合金在550～650℃下的高温蠕变行为,实验应力为150～300 MPa。计算了合金在不同应力、不同温度下的稳态蠕变速率、应力指数及蠕变激活能,并在此基础上研究了其蠕变强化机制。蠕变应力为300 MPa时,Ti-600合金的蠕变激活能Q=4... 研究了Ti-600合金在550～650℃下的高温蠕变行为,实验应力为150～300 MPa。计算了合金在不同应力、不同温度下的稳态蠕变速率、应力指数及蠕变激活能,并在此基础上研究了其蠕变强化机制。蠕变应力为300 MPa时,Ti-600合金的蠕变激活能Q=490.1 kJ/mol;650℃,合金的蠕变应力指数n值在6.5～8.5之间变化,表明在实验温度范围内合金的蠕变变形以位错攀移为主,以位错的滑移为辅。 展开更多

关键词 Ti-600高温钛合金 应力指数 蠕变激活能 稳态蠕变速率 变形机制

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氧化石墨烯对600℃高温钛合金微观组织和力学性能的影响 被引量：7

7

作者 陈航 弭光宝 +3 位作者 李培杰 王旭东 黄旭 曹春晓 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期38-45,共8页

采用控温搅拌混合和热等静压等方法,制备添加氧化石墨烯的600℃高温钛合金复合材料。通过金相观察、能谱和物相分析以及拉伸性能实验,研究复合材料的微观组织和力学性能。结果表明:氧化石墨烯添加量为0.3%(质量分数,下同)时,在600℃高... 采用控温搅拌混合和热等静压等方法,制备添加氧化石墨烯的600℃高温钛合金复合材料。通过金相观察、能谱和物相分析以及拉伸性能实验,研究复合材料的微观组织和力学性能。结果表明:氧化石墨烯添加量为0.3%(质量分数,下同)时,在600℃高温钛合金粉末中分布比较均匀,二者之间的作用方式主要为物理吸附;与未添加氧化石墨烯的合金相比,添加0.3%氧化石墨烯的复合材料的显微组织得到明显细化,α相的平均尺寸下降约36%,室温抗拉强度和屈服强度分别提高7.8%和10.4%,硬度提高25.6%。氧化石墨烯对600℃高温钛合金的强化机理主要为细晶强化、位错强化以及促进(TiZr) 6Si 3颗粒析出引起的第二相强化。 展开更多

关键词 氧化石墨烯 600℃高温钛合金 复合材料 微观组织 力学性能

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新一代600℃高温钛合金材料的合金设计及应用展望 被引量：53

8

作者 蔡建明 曹春晓 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期27-36,共10页

先进航空发动机及超声速飞行器的发展对耐热轻质的600℃高温钛合金材料提出了迫切需求。600℃高温钛合金主要用于制造发动机600℃以下高温段高压压气机轮盘、叶片、整体叶盘、机匣以及飞行器机身构件、蒙皮等,可以显著减轻结构重量,大... 先进航空发动机及超声速飞行器的发展对耐热轻质的600℃高温钛合金材料提出了迫切需求。600℃高温钛合金主要用于制造发动机600℃以下高温段高压压气机轮盘、叶片、整体叶盘、机匣以及飞行器机身构件、蒙皮等,可以显著减轻结构重量,大幅提高发动机的推重比和飞行器的飞行速度和机动性。600℃高温钛合金的设计受蠕变与热稳定性本质矛盾的限制,为了最大程度发挥高温蠕变抗力,同时兼顾塑性、热稳定性等,基于当量设计准则和扩散理论,设计研制新的600℃高温钛合金材料TA29,合金系为Ti-Al-Sn-Zr-Nb-Ta-Si-C。TA29钛合金具有优异的热强性,良好的断裂韧度、塑性和热稳定性,其整体叶盘部件成功通过了发动机强度考核试验,有望推广应用于先进航空发动机、超高声速导弹等飞行器的高温结构部件。应加强TA29钛合金高温蠕变-疲劳-环境交互作用、微织构、表面完整性、残余应力分析及其对使用性能影响等研究。 展开更多

关键词 600℃高温钛合金 合金设计 TA29钛合金 蠕变性能 整体叶盘

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600℃高温钛合金双性能整体叶盘锻件制备技术研究进展 被引量：16

9

作者 蔡建明 田丰 +3 位作者 刘东 李娟 弭光宝 叶俊青 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期36-43,共8页

为了进一步挖掘600℃高温钛合金整体叶盘的性能潜力,通过材料技术和工艺技术的优化,创新发展了双性能整体叶盘设计思路及制备技术,即控制叶片和盘体分别采用最为适合航空发动机实际使用工况要求的组织状态,实现材料性能和结构设计的融... 为了进一步挖掘600℃高温钛合金整体叶盘的性能潜力,通过材料技术和工艺技术的优化,创新发展了双性能整体叶盘设计思路及制备技术,即控制叶片和盘体分别采用最为适合航空发动机实际使用工况要求的组织状态,实现材料性能和结构设计的融合。在回顾整体叶盘结构发展历程及应用的基础上,分析先进发动机结构设计由追求均质整体叶盘向双性能整体叶盘转变的原因,重点介绍600℃高温钛合金TA29双性能整体叶盘锻件制备技术的最新研究进展。与分区控温锻造相比,分区控温热处理更容易实现双重组织的控制,即叶片获得等轴均匀细小的双态组织,盘体通过精确可控的β区热处理得到细晶的片层组织,过渡区的显微组织沿整体叶盘径向平缓变化。最后,指出600℃高温钛合金双性能整体叶盘应用研究未来拟解决的关键问题,包括整体叶盘叶片和盘体组织性能精确控制、过渡区位置及尺寸控制、关键服役性能评价与研究等。 展开更多

关键词 600℃高温钛合金 双性能整体叶盘 分区控温热处理 组织控制

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热处理对ZTi600铸造钛合金组织与性能的影响 被引量：6

10

作者 戚运莲 洪权 +4 位作者 卢亚锋 杜宇 郭萍 刘伟 曾立英 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第B10期36-39,共4页

研究热等静压及热处理工艺对ZTi600高温铸造钛合金组织与性能的影响。研究结果表明:退火温度对屈服强度和抗拉强度以及塑性略有影响,经过热等静压处理后,室温拉伸塑性大幅度提高,塑性随着热等静压温度的升高而升高,强度变化较小;ZTi600... 研究热等静压及热处理工艺对ZTi600高温铸造钛合金组织与性能的影响。研究结果表明:退火温度对屈服强度和抗拉强度以及塑性略有影响,经过热等静压处理后,室温拉伸塑性大幅度提高,塑性随着热等静压温度的升高而升高,强度变化较小;ZTi600高温铸造钛合金组织以针状、板条状的魏氏组织为主,热等静压后晶粒尺寸减小,局部组织有等轴趋势。 展开更多

关键词 Ti600高温钛合金:显微组织 力学性能

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近α型Ti600合金吸氢热力学的研究 被引量：1

11

作者 王小丽 廖慧敏 《西华大学学报（自然科学版）》 CAS 2015年第4期88-92,共5页

根据钛合金吸氢的热力学性质,通过管式氢处理炉,在不同的温度条件下利用连续多步吸氢法进行Ti600合金的吸氢热力学试验,建立不同温度条件下的PCT热力学曲线。研究结果表明:Ti600合金吸氢的平衡氢压随氢含量和温度的增加而增加,在较低温... 根据钛合金吸氢的热力学性质,通过管式氢处理炉,在不同的温度条件下利用连续多步吸氢法进行Ti600合金的吸氢热力学试验,建立不同温度条件下的PCT热力学曲线。研究结果表明:Ti600合金吸氢的平衡氢压随氢含量和温度的增加而增加,在较低温度下,PCT曲线存在一个很短的平台;当吸入Ti600合金中的氢超过其溶解度时,生成氢化物相,氢在氢化物相中的溶解度与其平衡氢压满足Sieverts’定律;根据Van’t Hoff定律,近α型的Ti600合金中αH→氢化物相变的焓变和熵变分别为-55.99 k J/mol和-131.585 J/(K·mol)。 展开更多

关键词 近α型高温Ti600合金 热力学 溶解焓 氢化反应

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航空发动机用先进高温钛合金材料技术研究与发展 被引量：103

12

作者 蔡建明 弭光宝 +4 位作者 高帆 黄浩 曹京霞 黄旭 曹春晓 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1-10,共10页

新一代高推重比航空发动机压气机和涡轮系统高温环境使用的叶片、盘、机匣、整体叶盘和整体叶环等构件设计通常选用先进高温钛合金材料。本文综述近年来我国600℃高温钛合金、阻燃钛合金、TiAl合金、连续SiC纤维增强钛基复合材料及其应... 新一代高推重比航空发动机压气机和涡轮系统高温环境使用的叶片、盘、机匣、整体叶盘和整体叶环等构件设计通常选用先进高温钛合金材料。本文综述近年来我国600℃高温钛合金、阻燃钛合金、TiAl合金、连续SiC纤维增强钛基复合材料及其应用技术取得的最新研究进展,并提出材料及构件设计、加工和使用亟待突破的关键技术,包括工业铸锭成分高纯化和均匀化控制技术、大规格棒材及特殊锻件制备技术、整体叶盘和整体叶环零件机械加工技术、材料性能评价及应用设计技术等。先进高温钛合金材料的不断应用将有力推动我国航空发动机技术发展。 展开更多

关键词 先进航空发动机 600℃高温钛合金 阻燃钛合金 TIAL合金 SIC纤维增强钛基复合材料 钛火

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Nb、Cu金属层厚度对Si_3N_4/Nb/Cu/Ni/Incone l600接头组织和性能的影响 被引量：2

13

作者 杨敏 邹增大 +1 位作者 曲士尧 王育福 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期54-58,共5页

采用Nb/Cu/N i作中间层,在连接温度为1 403 K、连接时间为50 m in、连接压力为7.5MPa的条件下,采用不同尺寸的中间层进行了S i3N4陶瓷与Inconel 600高温合金的部分液相扩散连接。通过改变Nb层、Cu层厚度,研究了Cu层、Nb层厚度变化对S i3... 采用Nb/Cu/N i作中间层,在连接温度为1 403 K、连接时间为50 m in、连接压力为7.5MPa的条件下,采用不同尺寸的中间层进行了S i3N4陶瓷与Inconel 600高温合金的部分液相扩散连接。通过改变Nb层、Cu层厚度,研究了Cu层、Nb层厚度变化对S i3N4/Nb/Cu/N i/Inconel 600接头的组织和性能的影响。研究发现,当Cu层厚度小于0.05 mm时,随着Cu层厚度的增加,接头中的Cu-N i合金层厚度增加,接头强度快速增加;当Cu层厚度超过0.05 mm时,接头中的Cu-N i合金层厚度由于压力的作用不明显增加,接头强度增加缓慢。随着Nb层厚度的增加,反应层厚度增加,接头的强度先增大后减小。 展开更多

关键词 部分液相扩散连接 SI3N4陶瓷 INCONEL 600高温合金 中间层

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Ti-600合金的热稳定性 被引量：5

14

作者 曾立英 洪权 +1 位作者 赵永庆 戚运莲 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期2253-2256,共4页

研究了Ti-600合金镦制饼材600℃热暴露前后室温拉伸性能的变化,并观察合金的拉伸断口、分析其断裂机制。结果表明,600℃热暴露100 h后,毛坯热暴露试样的强度较热暴露前固溶时效试样(STA)的提高了3%左右,延伸率降低20%左右;热暴露试样的... 研究了Ti-600合金镦制饼材600℃热暴露前后室温拉伸性能的变化,并观察合金的拉伸断口、分析其断裂机制。结果表明,600℃热暴露100 h后,毛坯热暴露试样的强度较热暴露前固溶时效试样(STA)的提高了3%左右,延伸率降低20%左右;热暴露试样的强度稍有降低,延伸率则降低了45%左右。STA试样室温拉伸断裂起源于试样中心位置,断口形貌呈现韧窝型断裂特征;毛坯热暴露试样断口上可见解理小平面与韧窝并存的特征,为混合型断口;试样热暴露以后,裂纹萌生于试样表面,断口上观察到解理小平面,合金的断裂沿片层α相界面扩展。热暴露试样表层有脆性富氧层存在,富氧层内易诱发细微裂纹并向基体扩展。表面渗氧是Ti-600合金热暴露后塑性下降的重要原因之一。 展开更多

关键词 Ti-600高温钛合金 热稳定性 延伸率 渗氧

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