材料期刊网，材料期刊，材料类期刊，材料期刊投稿

微弧火花渗碳对一种定向凝固高温合金表面再结晶的影响

谢光 , 邬蕾 , 郑伟 , 彭建强 , 张少华 , 卢玉章 , 申健 , 谢玉江

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.02.018

目的：研究微弧火花渗碳对定向凝固高温合金 DZ125 L 表面再结晶的控制效果。方法对DZ125 L合金进行吹沙变形处理,以石墨棒为碳的来源,通过微弧火花渗碳工艺在吹沙表面进行渗碳处理后,与直接吹沙的试样一起进行热处理,通过光学显微镜( OM )、扫描电子显微镜( SEM )、X 射线衍射( XRD)等手段表征组织结构。结果与合金直接吹沙产生的表面再结晶相比,经过微弧火花渗碳+吹沙处理的样品,表面再结晶深度只有直接吹沙处理样品的60%。 XRD分析表明,微弧火花渗碳处理后,合金表层产生了TiC和( Cr,Mo)23 C6等碳化物。能谱分析表明,渗碳样品截面外表层富集Ti、Mo、W、Cr、C等元素,产生了大量碳化物,进一步阻碍了再结晶晶界的迁移。微弧火花渗碳强化了合金表层,使合金在吹沙处理时产生的变形层较浅,抑制了再结晶表面形核。结论通过微弧火花渗碳工艺可以有效抑制定向凝固高温合金的再结晶。

关键词: 定向凝固 , 高温合金 , 再结晶 , 渗碳 , 吹沙 , XRD

W和Re对固溶态镍基单晶高温合金变形和再结晶的影响

濮晟 , 谢光 , 郑伟 , 王栋 , 卢玉章 , 楼琅洪 , 冯强

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2014.00292

镍基单晶高温合金固溶处理后,分别经过Brinell硬度计压痕和吹砂引入变形,热处理后观察再结晶,研究了W和Re元素对固溶态镍基单晶高温合金变形和再结晶的影响.结果表明,加入W和Re后,单晶高温合金变形后位错密度增大,位错缠结增多,再结晶形核时间滞后,即再结晶孕育期延长,再结晶深度明显减小.单晶高温合金经吹砂后,表面显微硬度明显增加,加入W和Re后,变形深度减小,再结晶晶界迁移速率最大值降低,且沿着再结晶深度方向,晶界平均迁移速率的变化与显微硬度变化趋势一致.

关键词: 镍基单晶高温合金 , 再结晶 , 位错 , 显微硬度 , W , Re

液态金属冷却法制备重型燃机定向结晶空心叶片凝固过程的实验与模拟

卢玉章 , 席会杰 , 申健 , 郑伟 , 谢光 , 楼琅洪 , 张健

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2014.00449

利用高温度梯度定向凝固-液态金属冷却(LMC)技术制备了重型燃机定向结晶空心高压涡轮叶片,采用ProCAST有限元模拟软件计算了LMC定向凝固工艺下,不同抽拉速率时空心定向结晶叶片凝固过程的温度场、晶粒组织以及一次枝晶间距(PDAS),预测了抽拉速率对杂晶、雀斑等缺陷的影响.结果表明,模拟结果与实验结果吻合良好.随着抽拉速率增加,叶片的凝固速率、冷却速率均增加,远高于高速凝固法(HRS)的凝固速率、冷却速率;叶片不同部位达到最大纵向温度梯度时的抽拉速率不同,纵向温度梯度是评价定向工艺的有效方法;LMC工艺制备的燃机叶片消除了雀斑缺陷,PDAS远小于HRS工艺.

关键词: 液态金属冷却 , 定向凝固 , 重型燃机叶片 , 数值模拟

一次枝晶间距对DD26单晶高温合金持久各向异性的影响

张少华 , 卢玉章 , 郑伟 , 彭建强 , 谢光 , 张功 , 申健

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.14.002

研究了取向对高速冷却法(DD26-HRS)和液态金属冷却法(DD26-LMC)制备的DD26单晶高温合金760℃/670MPa条件下持久性能的影响.结果表明,DD26-HRS合金一次枝晶间距明显大于DD26-LMC合金,而且DD26-HRS合金持久各向异性更为严重.位错形貌显示靠近[001]-[012]边界试样变形以基体内多滑移为主.由于DD26-HRS合金γ'相尺寸较大,抑制了层错带剪切γ'相的变形机制,从而使得DD26-HRS合金持久寿命高于LMC合金.然而,靠近[001]-[112]边界试样变形以单方向层错剪切γ'相为主,基体内开动的位错较少,DD26-HRS合金枝晶间粗大的碳化物相周围易于位错的堆积,从而萌生裂纹并沿碳化物界面迅速开裂,造成DD26-HRS合金持久寿命低于DD26-LMC合金.

关键词: DD26 , 单晶高温合金 , 各向异性 , 一次枝晶间距 , 持久性能 , 位错形貌

燃气轮机用大型定向结晶铸件制备及组织与性能研究

张健 , 申健 , 卢玉章 , 楼琅洪

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00509

对高温度梯度液态金属冷却(LMC)定向凝同技术中低熔点合金污染、模壳变形破裂等关键问题进行了分析,通过优化LMC定向凝固工艺,解决了430mm长大型铸件变截面位置的断晶、偏晶等问题,分析了铸件的显微组织,热处理工艺及典型力学性能,成功研制了大型定向结晶叶片.

关键词: 高温合金 , 定向凝固 , 液态金属冷却 , 叶片

单晶铸件凝固过程工艺优化的数值模拟

卢玉章 , 申健 , 郑伟 , 徐正国 , 张功 , 谢光

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.11.001

采用ProCAST 软件系统研究了LMC（Liquid Metal Cooling）以及 HRS（High Rate Solidification）工艺下，不同工艺参数对单晶铸件凝固过程中纵向温度梯度、温度梯度角、凝固界面位置的影响。结果表明：H RS工艺受型壳厚度影响很小，型壳表面的辐射散热是 HRS工艺的主要影响因素，型壳的导热或者型壳和合金之间的换热是 LMC工艺的主要影响因素；提高保温炉温度有利于提高纵向温度梯度；拉速是影响定向凝固最重要的参数，随拉速的增加，单晶铸件的纵向温度梯度先增大后减小，因此，制备不同合金铸件时应当采用不同的拉速；不同浇注温度时，经过10min的静置时间后，单晶铸件的初始温度分布趋于一致，对后续凝固过程影响很小。提出了以纵向温度梯度 G∥、温度梯度角θ以及凝固界面位置 Rp考察定向凝固工艺参数优劣的标准，纵向温度梯度、温度梯度角、凝固界面位置是评价定向凝固参数优劣的有效手段。

关键词: 定向凝固 , 工艺优化 , 数值模拟

泰山玉的产地特征及命名

程佑法 , 李建军 , 祝培明 , 范春丽 , 山广祺

人工晶体学报

泰山玉指产于山东省泰山西麓区域的蛇纹石质玉,常呈深色外观.将从泰山产出玉与泰山文化结合,直接命名为“泰山玉”,可最大限度地开发应用.关键要找出其区别于辽宁岫玉以及其它产地蛇纹石质玉的主要鉴定特征,确定其产地.分别测试了辽宁岫岩、甘肃酒泉及新疆等几个与泰山玉相似的玉石,得出泰山玉产地特征的关键检测项目为:(1)颜色:以暗色调的绿色为主.(2)放大检查:常伴有金星状反光包体、白色柱状包体,有黑色矿物包体.(3)X荧光光谱分析:金属元素主要为Fe、Ni、Cr、Mn等元素,其含量明显高于岫玉产品,并且Ni/Cr=2～4,其它产地的产品的比值接近于1.开展泰山玉检测实验室须配备参考样品.

关键词: 泰山玉 , 蛇纹石玉 , 产地特征 , 命名

俄罗斯穆伦地区查罗石玉矿物学特征的研究

李雯雯 , 吴瑞华 , 陈鸣鹤

硅酸盐通报

利用化学分析、X射线粉晶衍射、差热及热重分析、红外光谱、扫描电镜及可见光吸收光谱等现代测试方法对俄罗斯穆伦地区查罗石玉进行了系统的矿物学特征的研究,测得查罗石玉的主要矿物查罗石(紫硅碱钙石)是一种富钙、钾、钠的硅酸盐矿物;含有一定的结晶水和结构水.主要矿物查罗石(紫硅碱钙石)属单斜晶系,晶胞参数为:a0=1.9626nm,b0=3.2110nm,c0=0.7198nm,β=93.76°.扫描电子显微镜下观察,查罗石主要由细长矩形的片状查罗石组成,查罗石晶体呈定向排列,晶体大小平均长约150～200μm,宽约10～20μm左右,发育良好的多组波状弯曲的片状查罗石晶体及其纤维变晶结构是查罗石玉具有丝绢光泽的原因.建立了查罗石矿物的标准红外吸收光谱图.最后初步探讨了查罗石的致色机理:Mn3+是产生查罗石紫色的主要原因.

关键词: 查罗石玉 , 紫硅碱钙石 , 矿物学 , 俄罗斯