于兴福
,
田素贵
,
卢旭冬
,
尚丽娟
,
王铁军
,
孟辉
,
崔树森
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2009.01.003
采用置换原子的热力学模型,计算了Ni-Al-Ta/Mo合金的层错能.分析了Ni-Al-Ta/Mo合金中各元素浓度及温度对层错能的影响.结果表明:Ni-Al-Ta/Mo合金的层错能随Al含量的增加而明显降低,其中,随Al浓度提高,合金中原子偏聚自由能(ΔGγ→εs)降低,可促进γ′有序相的形成是使合金层错能降低的主要原因.随Mo/Ta含量的提高,可引起置换原子自由能(ΔGγ→εb)降低,原子偏聚自由能(ΔGγ→εb)升高;随温度提高,Ni-Al-Ta/Mo合金中的置换原子自由能(ΔGγ→εb)增加,表明合金中发生原子置换需要外部供给能量,而引起原子偏聚自由能(ΔGγ→εs)升高,表明高温不利于溶质原子的偏聚.
关键词:
Ni基合金
,
热力学计算
,
元素Ta,Mo
,
偏聚自由能
,
层错能
于兴福
,
杜洪强
,
田素贵
,
宁英
,
王铁军
,
崔树森
稀有金属材料与工程
通过对一种镍基单晶合金中温高应力条件下的蠕变曲线的测定和微观组织及断裂后合金中位错组态的衍衬分析,研究中温高应力条件下单晶合金的组织演化及变形特征.结果表明:在中温高应力条件下,该合金的蠕变激活能Q为(462±20) kJ/mol,表观应力指数na＝4.34.表明在试验温度和应力范围内,合金具有较好的蠕变抗力.位错组态衍衬分析表明,蠕变期间切入γ相内的<110>超位错既可在{100}立方体滑移系中运动,也可在{111}八面体滑移系中运动；位错在运动中相遇发生位错反应,形成的超位错可交滑移至{100}立方体滑移面.位于2个不同{100}六面体滑移面的位错在运动中相遇,可发生位错反应,生成的位错可在{111}八面体滑移系中运动.
关键词:
单晶镍基合金
,
蠕变
,
组织演化
,
变形特征
,
位错
于兴福
,
田素贵
,
卢旭东
,
李唐
,
夏丹
,
崔树森
稀有金属材料与工程
通过测算不同成分Ni-Cr-Co-W-Mo-Al-Ta系单晶合金在蠕变期间元素扩散的迁移率和γ'相定向粗化速率,研究了元素之间相互作用对扩散速率及γ'相定向粗化速率的影响.结果表明:在γ'相定向粗化期间,合金中γ'相的筏形化速率随成分和应力不同而变化,且γ'相筏形化时间随施加应力的提高而缩短,其中,元素扩散及γ'相定向粗化的驱动力与施加应力及弹性模量相关.元素之间的相互作用对元素Al的扩散速率有影响,随合金中难熔元素Ta+Mo总含量及Ta/W的比值增加,可提高Al的扩散激活能,降低Al的扩散速率,延长γ'相的筏形化时间.在γ'相定向筏化的扩散场中,由原子偏聚形成有序相是自由能降低的自发过程,其中较大半径的Al、Ta原子迁移至{100}晶面,可形成异类原子结合键及稳定的原子堆垛方式,是形成Ll2结构γ'有序相的主要原因.
关键词:
单晶镍基合金
,
蠕变
,
γ'相定向粗化
,
元素相互作用
,
扩散迁移率
于兴福
,
田素贵
,
杜洪强
,
王明罡
,
尚丽娟
,
崔树森
金属学报
采用预压应力处理使镍基单晶合金中的γ’相转变成P-型筏状结构, 通过拉伸蠕变曲线测定和组织形貌观察, 研究了该合金拉伸蠕变中的组织演化. 结果表明: 在拉伸蠕变初期, 合金中的P-型筏状γ’相转变为N-型筏状结构. 由于高温拉应力导致γ’/γ两相中元素平衡浓度发生变化及P--型筏状γ’相的不均匀粗化, 促使P-型筏状γ’相发生分解出现沟槽; 沟槽区域溶质元素化学位的提高引起的元素定向扩散是γ’相逐渐溶断成类立方体结构的主要原因. 切应力分量使立方γ’相与应力轴垂直界面的晶格收缩可排斥较大半径的Al和Ta原子, 拉伸张应力使平行于应力轴界面的晶格扩张可诱捕较大半径的Al和Ta原子, 是促使γ’相定向生长成为N--型筏状的主要原因. 其中, 在拉应力作用下类立方γ’相不同界面的应变能密度变化是元素扩散及γ’相定向粗化的驱动力.
关键词:
单晶镍基合金
,
P-type rafted structure
,
creep
,
microstructure evolution
于兴福
,
田素贵
,
王明罡
,
尚丽娟
,
崔树森
材料研究学报
使用置换原子计算层错能的热力学模型计算了Ni--Al--Re(Ru)合金的层错能,
研究了合金元素和温度对层错能的影响. 结果表明：随着温度的提高,
Ni-Al-Re(Ru)合金的层错能增加. Ni-6%Al-4%Re合金的层错能随着温度的提高线性增加.
Ni-6%Al-4%Ru合金的层错能, 在温度低于500℃时随着温度的提高呈抛物线规律增加,
高于500℃时随着温度的提高呈线性规律增加.
Al原子可明显降低Ni-6%Al-4%Re(Ru)合金的层错能. 随着Al含量的提高,
原子偏聚自由能(ΔGγ→ε s)降低,
使Al原子自发偏聚, 并促进γ’有序相的形成和数量的增加,
是合金层错能降低的主要原因. 而Ru原子降低合金的偏聚自由能,
可提高γ’有序相的稳定性. 随着温度的升高,
原子偏聚引起的自由能(ΔGγ→ε s)
增加可抑制原子偏聚; 当温度高于 500℃时,
含Ru合金有比Ni--Al--Re合金高的原子偏聚自由能
(ΔGγ→ε s),
故元素Ru能抑制原子的偏聚和TCP相的析出.
关键词:
材料科学基础学科
,
null
于兴福
,
田素贵
,
杜洪强
,
王明罡
,
尚丽娟
,
崔树森
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.08.013
采用预压应力处理使镍基单晶合金中的γ'相转变成P-型筏状结构,通过拉伸蠕变曲线测定和组织形貌观察,研究了该合金拉伸蠕变中的组织演化.结果表明:在拉伸蠕变初期,合金中的P-型筏状γ'相转变为N-型筏状结构.由于高温拉应力导致γ'/γ两相中元素平衡浓度发生变化及P-型筏状γ'相的不均匀粗化,促使P-型筏状γ'相发生分解出现沟槽;沟槽区域溶质元素化学位的提高引起的元素定向扩散是γ'相逐渐溶断成类立方体结构的主要原因.切应力分量使立方,γ'相与应力轴垂直界面的晶格收缩可排斥较大半径的Al和Ta原子,拉伸张应力使平行于应力轴界面的品格扩张可诱捕较大半径的Al和Ta原子,是促使γ'相定向生长成为N-型筏状的主要原因.其中,在拉应力作用下类立方,γ'相不同界面的应变能密度变化是元素扩散及γ'相定向粗化的驱动力.
关键词:
单晶镍基合金
,
P-型筏状结构
,
蠕变
,
组织演化
,
扩散驱动力
关红
,
崔树森
,
汪大成
材料科学与工艺
采用挤杆、镦头制坯、预锻、终锻成形的工艺方法,实现了叶片单面余量(0.5±0.2)mm的精密成形.通过变形温度、变形程度对锻件组织性能影响的研究,确定了最佳热工艺参数；通过热处理工艺试验、锻件的表面状态及硬度的检测,确定了热处理工艺参数和冷却方式.锻件的首批试制结果表明,试制出的叶片锻件,金相组织和机械性能均符合锻件技术条件要求,与国外原件的组织状态基本一致.通过了振动疲劳2×107循环考核和发动机的长期试车考核.
关键词:
高温合金
,
精密成形
,
工艺参数
,
振动疲劳
,
试车考核
