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固溶处理的热连轧GH4169合金的组织与蠕变特征

李振荣 , 马春蕾 , 田素贵 , 陈礼清 , 刘相华

材料科学与工程学报

通过对热连轧GH4169合金进行固溶和时效处理、组织形貌观察和蠕变性能测试,研究了固溶和时效处理合金的组织结构和蠕变特征。结果表明,经固溶和时效处理合金由较大尺寸晶粒组成,并具有明显的孪晶特征,且细小γ′、γ″相在晶内弥散析出,可提高合金的蠕变抗力;在实验应力和温度范围内,测得该合金的蠕变激活能为537.8kJ/mol,且对施加应力和温度具有敏感性;在蠕变期间,热连轧GH4169合金的变形特征是位错的单双取向滑移和孪晶变形,随着蠕变进行,裂纹沿晶界萌生和扩展到发生沿晶断裂是该合金的蠕变断裂机制。

关键词: 热连轧GH4169合金 , 组织结构 , 蠕变 , 变形机制 , 断裂特征

直接时效处理对热连轧GH4169合金蠕变行为的影响

田素贵 , 赵忠刚 , 陈礼清 , 于慧臣 , 刘洋 , 包宪宇 , 刘湘华

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2010.5.003

通过对热连轧GH4169合金进行直接时效处理、蠕变性能测试和组织形貌观察,研究了直接时效对热连轧合金蠕变行为的影响.结果表明:直接时效可明显提高热连轧GH4169合金的蠕变抗力,在660℃/700MPa条件下,使合金的蠕变寿命由60h提高到126h,在试验的温度和应力范围内,测定出该合金在蠕变期间的激活能和应力指数分别为Qa=559.2kJ/mol和n=17.6.合金在热连轧期间的变形特征是孪晶和位错在孪晶内的双取向滑移,且有较小的晶粒尺寸;经直接时效后,合金中弥散析出的细小r"相是有效提高合金蠕变寿命的主要原因.在蠕变期间,合金的变形特征是孪晶及位错在基体中滑移;蠕变后期,在与应力轴垂直的晶界处首先出现微裂纹,随蠕变进行,微裂纹沿晶界扩展并发生沿晶断裂.

关键词: 热连轧GH4169合金 , 直接时效处理 , 蠕变 , 变形机制

冷却方式对热连轧GH4169合金组织与蠕变行为的影响

田素贵 , 李振荣 , 赵忠刚 , 陈礼清 , 刘相华

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2012.10.001

通过对不同方式冷却的热连轧GH4169合金进行直接时效处理、蠕变性能测试和组织形貌观察,研究了冷却方式对热连轧GH4169合金的组织结构与蠕变行为的影响.结果表明;“水冷”HCR-GH4169合金经直接时效后,其组织由细小晶粒组成,大量细小γ′,γ″相在晶内弥散析出,可提高合金蠕变抗力,而“空冷”热连轧合金晶粒尺寸较大,且在基体中析出的γ′,γ″两相的数量明显减少;在实验条件下,“水冷”热连轧合金经直接时效后具有较好的蠕变抗力和较长的蠕变寿命;热连轧及直接时效合金在蠕变期间的变形机制是位错在基体中发生单、双取向滑移和孪晶变形,在蠕变后期,裂纹在晶界处萌生和扩展,并发生沿晶断裂是合金的蠕变断裂机制.

关键词: 热连轧GH4169合金 , 冷却方式 , 组织结构 , 蠕变 , 变形机制

时效处理对热连轧GH4169合金组织及晶格常数的影响

李振荣 , 马春蕾 , 田素贵 , 陈礼清 , 刘相华

稀有金属 doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2014.05.008

采用透射电镜(TEM)对时效处理热连轧GH4169合金的组织形貌进行观察,并采用X射线衍射物相分析(XRD),运用Origin PFM软件和公式进行晶格常数测定,研究时效处理对GH4169变形高温合金组织结构与晶格常数的影响.结果表明,热连轧GH4169合金的组织主要由γ基体、γ'和γ"相组成,3相的体积分数分别为50%,45%和5%;经直接时效和长期时效处理后,合金中的γ基体的体积分数基本保持不变,γ'相的体积分数逐渐减小到26%和19%,而γ"相的体积分数逐渐增加到24%和31%,且γ'和γ"相分别以粒状和枣核状的形式镶嵌在γ基体中.X射线衍射分析表明,热连轧GH4169合金中γ,γ'和γ''相具有较大晶格常数,经直接和长期时效后,各相的晶格常数略有减小,HCR合金经直接时效和长期时效后,合金中γ和γ'相的晶格错配度分别由0.2910%增大至0.3827%和0.3639%,同时,γ"相与γ相的晶格错配度分别由0.1082%增大到0.1583%和0.1501%.

关键词: 热连轧GH4169合金 , 时效处理 , 组织 , 晶格常数

一种热连轧GH4169合金的蠕变行为与断裂机制

李振荣 , 田素贵 , 赵忠刚 , 陈礼清 , 刘相华

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2011.5.014

通过蠕变性能测试及组织形貌观察,研究了热连轧直接时效处理的GH4169镍基合金的蠕变行为和断裂机制.结果表明:热连轧GH4169镍基合金的组织结构由γ′,γ″相和γ基体相组成,具有较小的晶粒尺寸,晶内存在高密度位错和孪晶.经直接时效后,合金中弥散分布的细小γ″相数量增加,及高密度位错引起的形变强化效果,是使合金在650℃/725MP条件下具有较长的蠕变寿命的主要原因;蠕变期间,合金的变形特征是孪晶变形和位错的双取向滑移;随着蠕变进行,位错的数量逐渐增加,并在晶界处引起应力集中,致使裂纹在晶界处萌生及扩展是合金的蠕变断裂机制.

关键词: 热连轧GH4169合金 , 直接时效 , 蠕变 , 断裂机制

热连轧GH4169合金的晶粒长大行为

孔永华 , 胡华斌 , 李东方 , 陈国胜 , 朱世根

稀有金属材料与工程

对热连轧(HCR) GH4169合金在固溶处理过程中晶粒长大行为进行系统研究.结果表明,该合金δ相溶解温度在990~1000℃之间,δ相对晶粒长大有显著阻碍作用,在低于δ相溶解温度进行固溶处理时,析出的δ相使得晶粒长大缓慢;在高于δ相溶解温度以上时,晶粒随温度的升高快速长大.晶粒长大动力学表明:在高于δ相固溶线温度以上进行固溶处理时,晶粒生长指数随着固溶温度的升高而增加;固溶处理温度为1000和1050℃时的晶粒长大激活能为223.849 kJ/mol,晶粒长大机制为自扩散过程控制机制,并建立了相应的晶粒长大动力学方程.

关键词: 热连轧GH4169合金 , 晶粒长大指数 , 晶粒长大激活能

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