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钌对Ni-Al-Re单晶模型合金组织形貌和元素分布的影响

韩凤奎 , 燕平 , 赵京晨 , 曾强 , 张龙飞 , 李俊涛 , 朱弢

钢铁研究学报

运用SEM、DSC、原子探针等分析手段,研究了钌元素的引入对三元模型合金Ni-Al-Re元素分布以及其对合金组织特征和固液相线变化的影响.研究结果表明:钌的引入有助于γ'相的析出,并且对Re元素在合金中的分布产生强烈的影响.

关键词: Ru , 单晶合金 , 作用

DD407单晶高温合金760℃拉伸性能的各向异性

张龙飞 , 燕平 , 赵京晨 , 曾强 , 韩凤奎

钢铁研究学报

研究了具有[001]、[011]和[111]取向以及[001]附近取向的DD407单晶高温合金经过热处理后,在760℃温度下的拉伸性能。结果表明,该合金具有明显的拉伸性能各向异性:[001]取向上表现出了最高的屈服强度和抗拉强度;当取向逐渐偏离[001]时,强度开始降低,但在相同的偏离角度内,偏向[111]取向的试样具有比偏向[011]取向的试样高的拉伸性能;[011]取向表现出了最低的抗拉强度和伸长率;[111]取向表现出了最高的断后伸长率。[001]取向、[011]取向以及[001]取向附近的试样,变形机制为八面体滑移,其中[001]取向和[001]取向附近偏向[111]的试样均表现出了明显的双滑移;[111]取向试样变形时启动了立方滑移系。双滑移系的启动导致了[001]取向具有高于[011]取向的抗拉强度和伸长率。立方滑移的均匀性导致了[111]取向上高的伸长率。

关键词: 单晶 , 高温合金 , 拉伸性能 , 各向异性

凝固方向对单晶高温合金枝晶组织的影响

张龙飞 , 燕平 , 赵京晨 , 曾强 , 韩凤奎

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2011.06.014

用籽晶法制备了沿不同晶体取向凝同的镍基单晶高温合金试样,研究了单晶中枝晶形貌和一次枝晶臂距随凝固取向的变化规律.结果表明:凝同方向偏离[001]取向小于15°时,枝晶排列比较规则,一次枝晶臂距随偏离角度增大而减小;偏离角度为25°时,部分二次枝晶臂阻断了相邻一次枝晶干的生长,导致一次枝晶臂距增大.沿[011]和[111]取向凝固的单晶中由于分别存在2个和3个择优生长的枝晶干,发展出了复杂的枝晶形态.

关键词: 镍基单晶高温合金 , 凝固方向 , 枝晶形态 , 一次枝晶臂距

长期时效对DD407单晶高温合金组织和中温性能的影响

韩凤奎 , 燕平 , 赵京晨 , 张龙飞 , 曾强

钢铁研究学报

研究了DD407单晶高温合金在900℃长期无应力时效过程中,组织的演变规律及其对中温性能的影响。研究结果表明:经长达3 000 h的时效后,合金的组织稳定,无有害相析出,7 6 0℃中温强度稳定,但伸长率显著提高。

关键词: 单晶高温合金 , 长期时效 , DD407 , 组织 , 塑性

高Nb X80管线钢焊接热影响区显微组织与韧性

缪成亮 , 尚成嘉 , 王学敏 , 张龙飞 , Mani Subramanian

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2009.00803

利用Gleeble-1500模拟不同热输入的单道次焊接热循环过程,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及电子背散射衍射(EBSD)对高Nb X80管线钢焊接热影响区中的粗晶区(CGHAZ)显微组织、马/奥组元(M/A)形态和分布以及原奥氏体晶粒粗化情况进行研究.结果表明:高Nb X80管线钢的焊接热输入应不高于30 kJ/cm,虽然在高Nb钢中,原奥氏体晶粒的平均尺寸不会随热输入增加过于粗大,但当热输入高于40 kJ/cm时,会使得原奥氏体晶粒内粒状贝氏体的晶体取向选择过于单一,大角晶界(≥15°)密度明显降低,有效晶粒尺寸较大,M/A组元也由于热输入过大而明显粗化.上述原因使高Nb X80管线钢在大于40 kJ/cm热输入条件下热影响区租晶区韧性明显恶化.

关键词: 高Nb X80管线钢 , 热输入 , 热影响区 , 韧性 , 马氏体/奥氏体

K480铸造镍基高温合金900℃高温时效过程中晶界粗化行为研究

曾强 , 燕平 , 邵冲 , 赵京晨 , 韩凤奎 , 张龙飞

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2012.00428

铸造K480镍基高温合金经固溶、时效处理后,在900℃长期时效3000 h.分别用OM和SEM对合金的晶界组织进行了观察,用EDS对合金中相的成分进行了测量.结果显示,K480合金的晶界为曲折的锯齿形晶界,该晶界由含碳化物晶界及含γ′晶界两部分构成.随着时效时间的延长,两部分晶界均发生粗化.其中含碳化物晶界中的MC碳化物分解形成M6C相和η相,并随时间长大;而含γ′晶界中不连续γ′相逐渐相连并形成γ′相条带.含碳化物晶界的粗化比要高于含γ′晶界,且随时效时间延长,二者的差异变大.用Johnson Mehl Avrami-Kolmogorov (JMAK)方程量化了时效过程中碳化物晶界和γ′晶界随时效时间的粗化行为,实验数据与计算结果吻合,表明二者的粗化行为随时间的演变规律是遵循着JMAK方程的变化形式.

关键词: 镍基高温合金 , 锯齿形晶界 , 粗化行为 , 长期时效 , JMAK方程

DD407单晶高温合金760℃屈服强度的LCP模型分析

张龙飞 , 燕平 , 赵京晨 , 韩凤奎 , 曾强

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2012.00624

在760℃下,对22种不同晶体学取向的DD407单晶高温合金进行了拉伸断裂实验,得到了产生0.2%塑性变形时对应的屈服强度.使用SEM观察了各取向试样的断口形貌,并使用XRD辨别了断口的晶体学特征.结果表明,靠近[111]取向的试样变形时启动立方滑移系,而其它取向的试样均启动八面体滑移系.使用LCP模型建立并分析了屈服强度与晶体取向的关系.结果表明,在760℃下,DD407单晶高温合金发生八面体滑移变形时,屈服强度与晶体取向的关系符合LCP模型;而沿[111]取向发生立方滑移变形时,屈服强度与取向的关系偏离LCP模型.基体γ相的参与变形导致LCP模型应用于γ/γ’双相的单晶高温合金时,LCP参数项b2为正.

关键词: 单晶高温合金 , LCP模型 , 屈服强度 , 晶体取向

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