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一次γ′相对GH4151合金高温变形特性及动态再结晶行为的影响
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作者 黄彬 黄科杰 +2 位作者 张麦仓 吕少敏 曲敬龙 《材料热处理学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期80-87,共8页
以锻态GH4151合金作为研究对象,分析了不同热处理温度及保温时间对一次γ′相析出回溶规律的影响,确定进一步循环热处理的参数;进而,通过循环热处理改变一次γ′相的形态及分布,并对经循环热处理后的试样进行热压缩试验,采用电子背散射... 以锻态GH4151合金作为研究对象,分析了不同热处理温度及保温时间对一次γ′相析出回溶规律的影响,确定进一步循环热处理的参数;进而,通过循环热处理改变一次γ′相的形态及分布,并对经循环热处理后的试样进行热压缩试验,采用电子背散射衍射(EBSD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等分析一次γ′相对GH4151合金的高温变形特性及动态再结晶行为的影响。结果表明:1130℃保温15 min,GH4151合金的γ′相回溶现象比较明显,晶界处的一次γ′相分布较均匀,因此选定1130℃保温15 min作为进一步循环热处理的基本参数;随着循环热处理次数的增加,钉扎于晶界处的一次γ′相更加细小弥散圆润,在高应变速率下,合金流变应力提升显著;晶界一次γ′相的存在,使得GH4151合金在热变形过程中动态再结晶机制主要为γ′相诱导动态再结晶及连续动态再结晶。 展开更多
关键词 gh4151合金 一次γ′相 热变形特性 动态再结晶
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GH4151合金热变形过程中裂纹的扩展
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作者 刘建军 魏保林 +1 位作者 贾智 丁雨田 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2023年第6期28-32,共5页
GH4151合金是一种服役于800℃以上的新型难变形镍基高温合金.由于铸态GH4151合金化程度高,晶粒尺寸大,在热变形过程中容易出现裂纹而无法进行开坯等变形.采用Gleeble-3500热模拟试验机对GH4151合金进行不同温度和应变速率下的热变形试验... GH4151合金是一种服役于800℃以上的新型难变形镍基高温合金.由于铸态GH4151合金化程度高,晶粒尺寸大,在热变形过程中容易出现裂纹而无法进行开坯等变形.采用Gleeble-3500热模拟试验机对GH4151合金进行不同温度和应变速率下的热变形试验.利用电子背散射衍射(EBSD)和扫描电子显微镜(SEM)对其典型裂纹区域进行表征,分析了晶粒取向、再结晶、低能晶界以及固溶相对裂纹扩展的影响.结果表明:取向为〈101〉的晶粒相比于〈001〉和〈111〉取向晶粒能有效阻碍裂纹的扩展.再结晶晶粒的形成降低了合金中的应力,从而降低了裂纹扩展速率.低能晶界比随机晶界对裂纹的扩展具有更强的阻碍作用,并且在三叉晶界处低能晶界数量越多,阻碍作用越强.具有脆性特征固溶相的形成促进了裂纹的扩展. 展开更多
关键词 gh4151合金 热变形 裂纹 扩展机制
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热处理工艺对GH4151合金冲击性能的影响 被引量:3
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作者 李育升 宋珂阳 +1 位作者 于凯 张麦仓 《材料热处理学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期102-111,共10页
采用冲击实验研究了不同温度固溶处理及固溶和双级时效处理对GH4151合金冲击性能的影响,采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等观察了合金经不同工艺处理后的显微组织、析出相和断口形貌。结果表明:对于仅固溶处理的合金,当固溶温度低于... 采用冲击实验研究了不同温度固溶处理及固溶和双级时效处理对GH4151合金冲击性能的影响,采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等观察了合金经不同工艺处理后的显微组织、析出相和断口形貌。结果表明:对于仅固溶处理的合金,当固溶温度低于1140℃时,其冲击韧性值的变化不大,固溶温度高于1140℃时,冲击韧性值随固溶温度的升高而增加,断裂过程以裂纹的稳定扩展区为主,断口呈韧性断裂。对于固溶时效处理的合金,当固溶温度低于1160℃时,冲击韧性值的变化也比较稳定,固溶温度高于1160℃时,冲击韧性值随固溶温度的升高而降低,断裂过程不存在裂纹的稳定扩展区,断口呈典型的沿晶脆性断裂。这主要是因为当固溶温度低于1140℃时,合金的晶粒尺寸变化不大,而在1140℃以上时晶粒尺寸明显增大;双级时效后,当固溶温度高于1160℃时,晶界上连续或不连续分布的第二相显著降低了合金的冲击韧性。 展开更多
关键词 gh4151合金 固溶温度 组织演化 冲击韧性
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不同冷却速率对GH4151高温合金定向凝固组织及元素偏析的影响
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作者 黄科杰 孙悦 +3 位作者 张麦仓 唐超 吕少敏 曲敬龙 《材料热处理学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期87-94,共8页
为了进一步降低合金凝固偏析程度和优化真空自耗冶炼(VAR)工艺,利用液态金属冷却法(LMC)对GH4151合金进行定向凝固实验,采用光学显微镜、扫描电镜及电子探针等研究了冷却速率对GH4151合金定向凝固组织及元素偏析的影响。结果表明:随着... 为了进一步降低合金凝固偏析程度和优化真空自耗冶炼(VAR)工艺,利用液态金属冷却法(LMC)对GH4151合金进行定向凝固实验,采用光学显微镜、扫描电镜及电子探针等研究了冷却速率对GH4151合金定向凝固组织及元素偏析的影响。结果表明:随着冷却速率的增加,一次枝晶间距λ_(1)及二次枝晶间距λ_(2)均逐渐减小,两者与冷却速率间满足相似的函数关系。而且,枝晶干及枝晶间γ′相尺寸也随冷却速率的增加逐渐减小,组织均匀性提高。对凝固组织元素成分分布的电子探针分析表明:GH4151合金主要偏析元素为W、Nb、Ti,偏离程度在20%以上,且3种元素显微偏析程度均随冷却速率的增加而加重,原因在于随着冷却速率增加,凝固前沿固相层可供溶质扩散的时间减少,扩散效果减弱。 展开更多
关键词 gh4151高温合金 冷却速率 定向凝固 凝固组织 显微偏析
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GH4151合金的热变形行为及动态再结晶研究
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作者 孙悦 牛文龙 张麦仓 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期143-153,共11页
借助MTS810-25T低周疲劳试验机在不同变形温度下对锻态GH4151合金进行热变形试验以研究变形温度对合金组织演变以及动态再结晶的影响。结果表明,GH4151合金热变形过程真应力应变曲线中的峰值应力随变形温度降低和应变速率增大而增加。... 借助MTS810-25T低周疲劳试验机在不同变形温度下对锻态GH4151合金进行热变形试验以研究变形温度对合金组织演变以及动态再结晶的影响。结果表明,GH4151合金热变形过程真应力应变曲线中的峰值应力随变形温度降低和应变速率增大而增加。基于真应力应变曲线,经线性拟合获得锻态GH4151合金的Arrhenious本构方程,能够较好地描述锻态GH4151合金的热压缩变形规律,同时得到合金的热变形激活能Q=218.09 kJ/mol。微观组织分析表明,变形温度较低时,合金的动态再结晶中以γ′相诱发动态再结晶和在晶界弓出形核的不连续动态再结晶机制为主。变形温度升高,动态再结晶形核以不连续动态再结晶和以亚晶旋转聚合为特征的连续动态再结晶机制主导。 展开更多
关键词 gh4151镍基高温合金 热压缩变形 本构方程 热加工图 动态再结晶
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高合金化GH4151合金复杂析出相演变行为
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作者 王法 江河 董建新 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期787-796,共10页
利用OM、SEM及热力学计算等方法研究了GH4151合金在热处理过程中的组织演变行为。结果表明,高合金化导致合金的铸态组织复杂,包括Laves相、γ/γ′共晶、η相等低熔点相。由于各析出相的初熔温度不同,制定了三段式热处理,有效地消除了... 利用OM、SEM及热力学计算等方法研究了GH4151合金在热处理过程中的组织演变行为。结果表明,高合金化导致合金的铸态组织复杂,包括Laves相、γ/γ′共晶、η相等低熔点相。由于各析出相的初熔温度不同,制定了三段式热处理,有效地消除了合金中的有害相。铸态GH4151合金中偏析元素Nb和Ti含量对低熔点相初熔温度的影响较大,Mo含量的影响相对较低,W含量的影响不明显。降低Ti含量,提高Nb、Mo含量可降低η相的初熔温度;提高Ti、Mo含量,降低Nb含量可降低Laves相的初熔温度。高含量的γ′相形成元素导致γ′相的组织演变行为具有冷却速率敏感性。15℃/min是GH4151合金中γ′相发生不规则生长的临界冷却速率。与低含量γ′相形成元素的合金相比,GH4151合金冷却速率高于15℃/min时,γ′相尺寸更大;冷却速率低于15℃/min时,γ′相不规则程度更高。高合金化的特点导致GH4151合金呈现复杂的组织演变行为。 展开更多
关键词 gh4151合金 热处理温度 冷却速率 组织演变
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Cracking mechanism in as-cast GH4151 superalloy ingot with high γ'phase content 被引量:9
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作者 Xin-xu LI Chong-lin JIA +2 位作者 Yong ZHANG Shao-min LÜ Zhou-hua JIANG 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 2020年第10期2697-2708,共12页
The fundamental mechanism of the cracking formation was investigated for the as-cast GH4151 superalloy.By analyzing the characteristics of cracking,the cracking mechanism was determined to be the cold crack formed dur... The fundamental mechanism of the cracking formation was investigated for the as-cast GH4151 superalloy.By analyzing the characteristics of cracking,the cracking mechanism was determined to be the cold crack formed during the cooling process.And cold cracking is closely related to severe segregation,complex precipitates and uneven γ'phase distribution.During cooling process,cracks were generated around the precipitates due to their different linear shrinkage coefficients.The annealing treatment process controlling the residual stress,the size and morphology of γ'phase was proposed.The annealing treatment plays a role in reducing residual stress through decreasing the thermal gradient and controlling the size distribution of γ'phase to reduce the strain concentration around the precipitate phases. 展开更多
关键词 gh4151 alloy as-cast ingot cracking mechanism residual stress γ'phase
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