于庆民
,
岳珠峰
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2004.02.007
建立了镍基单晶切口试样的三维晶体弹塑性有限元模型,研究了不同尺寸的"U"型和"V"型切口试样的应力分布和滑移系开动特性,给出了八面体分切应力沿切口截面径向和周向的分布情况.结果表明切口尺寸对分切应力有显著影响:对于这两种类型切口,随着切口半径的减小,最大分切应力增加,并且切口半径越小,分切应力沿切口截面周向波动的幅度越大;相应的开动滑移系也不同.
关键词:
镍基单晶合金
,
切口圆棒试样
,
三维晶体弹塑性应力场
,
数值模拟
田素贵
,
于莉丽
,
肖丽
,
于慧臣
,
张姝
,
钱本江
稀有金属材料与工程
在1040℃,137MPa下对[011]取向镍基单晶合金进行蠕变曲线测定,采用SEM观察热处理及蠕变后样品不同晶面的组织形貌,研究了[011]取向镍基单晶合金在蠕变期间的组织演化特征,并分析了组织演化的规律及影响因素.结果表明:取向差为4°的[011]取向镍基单晶合金经完全热处理后,组织是立方γ’相以共格方式嵌镶在γ基体相中,并沿<100>取向规则排列；在拉伸蠕变期间,合金中γ'相转变成与[001]取向平行的纤维状筏形组织.由于施加拉伸载荷,使立方γ'相中的(100)晶面及γ基体相承受挤压力,可排斥较大半径的Al、Ta原子,而在(001)晶面产生较大的晶格扩张应变,可诱捕较大半径的Al、Ta原子,因而促使γ'相沿[001]取向定向生长成为纤维状筏形组织.在外加应力作用下,不同晶面γ'/γ两相界面的应变能密度变化是促使发生元素扩散和γ’相定向粗化的驱动力.
关键词:
镍基单晶合金
,
[011]取向
,
蠕变
,
γ’相定向粗化
,
元素扩散
,
驱动力
孙跃军
,
尚勇
,
姜晓琳
兵器材料科学与工程
利用螺旋选晶法制备了一种不含Re的低成本镍基单晶合金,研究合金在不同温度下的蠕变变形机理.结果表明:在850 ℃×441 MPa条件下,合金的蠕变变形主要是大量位错在基体中的滑移和对增强相的切割；在950℃×250 MPa条件下,合金的蠕变变形主要是位错以层错的形式切割γ′相；在1 040℃×137 MPa条件下,合金的蠕变变形比较复杂,既有位错在基体中的滑移,也有位错攀移通过增强相,同时在γ/γ′界面处形成部分位错网.
关键词:
镍基单晶合金
,
蠕变变形
,
位错
,
攀移
,
层错
孙跃军
,
刘喜中
,
刘梦龙
,
张军
机械工程材料
利用扫描电镜、X射线衍射仪等研究了一种镍基单晶合金的短时(小于16h)高温氧化行为.结果表明:该合金在900～1 100 C空气中氧化时,随着氧化温度的升高和氧化时间的延长,氧化速率增加；合金在900 C氧化16 h后形成的氧化膜不完整,致密性很低,氧化产物主要为Al2O3、NiO、Cr2O3和TiO2的混合物；在1 000 C氧化16h后形成了完整的、致密性较高的Cr2O3和Al2O3氧化膜；在1 100 C氧化16 h后,氧化层中生成了块状NiCr2O4尖晶石,局部区域的氧化膜较为疏松,并且伴有部分脱落.
关键词:
镍基单晶合金
,
短时氧化行为
,
氧化膜
,
尖晶石
卢旭东
,
田素贵
,
王涛
,
朱德刚
材料热处理学报
采用磁控溅射方法在高Cr镍基单晶合金上沉积晶粒平均尺寸小于100 nm的Ni30Cr12Al0.3Y涂层,通过对镍基单晶合金及其Ni30Cr12Al0.3Y涂层在900℃的75％Na2SO4+25％ K2SO4熔盐中的腐蚀动力学曲线测定及组织观察,研究了Ni30Cr12Al0.3Y涂层对高Cr镍基单晶合金热腐蚀行为的影响.结果表明,镍基单晶合金遭受了灾难性的热腐蚀,出现严重的内硫化和内氧化现象;而Ni30Cr12Al0.3Y涂层在热腐蚀过程中,仅涂层表面生成连续的Al2O3氧化膜,表现出优良的抗热腐蚀性能.
关键词:
镍基单晶合金
,
磁控溅射
,
熔盐
,
热腐蚀
丁智平
,
陈吉平
,
尹泽勇
,
杨治国
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2006.04.002
在680℃温度下进行[001]、[011]和[111]三种取向的DD3单晶合金光滑试样非对称循环载荷低周疲劳试验,结果表明,晶体取向对DD3单晶合金的应变疲劳寿命有显著的影响,[001]取向寿命最长,[111]取向寿命最短.用晶体取向函数修正总应变范围可以在很大程度上消除晶体取向对疲劳寿命的影响.引人参量k表示载荷循环特性对疲劳寿命的影响,它与循环寿命之间呈幂函数关系.根据影响单晶叶片低周疲劳寿命的主要因素,提出循环塑性应变能的计算方法,构成塑性应变能的主要因素应包括总应变范围、取向函数和载荷循环特性等影响参量,它们与塑性应变能之间呈幂函数关系.用塑性应变能作为损伤参量导出单晶合金低周疲劳寿命预测模型,利用低周疲劳试验数据进行多元线性回归分析,所有试验数据均落在2.6倍偏差的分布带内.
关键词:
镍基单晶合金
,
非对称循环载荷
,
低周疲劳
,
循环塑性应变能
水丽
,
田素贵
,
金涛
,
胡壮麒
稀有金属材料与工程
对[001]取向单晶镍基合金进行压应力处理,获P-型筏状结构后,对其进行拉伸蠕变性能测试及SEM形貌观察,研究了P-型筏状结构的粗化特征及影响因素.结果表明:由于应力场的差别,样品不同位置筏状γ′相粗化程度及特征不同,近断口处筏状γ′相扭曲且粗化程度加剧,随离断口距离增加,γ′相粗化程度减弱.有限元分析认为:外加载荷改变了水平和垂直γ基体通道中的错配应力分布,并使立方γ′相不同界面晶格发生挤压或扩张应变,这可以促进元素的互扩散和γ′相的定向生长,是形成P-型筏状组织的主要原因.在高温及拉应力作用下,P-型γ′相端部沿垂直于应力轴方向优先生长和相互横向连接,并进一步形成折叠的层状组织.
关键词:
镍基单晶合金
,
预压缩处理
,
P-型筏状结构
,
蠕变
,
组织演化
于庆民
,
邵小军
,
岳珠峰
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2005.02.011
针对切口圆棒试样,利用有限元方法模拟了国产镍基单晶合金DD3[001]取向的蠕变性能.计算结果表明:切口半径对应力分布有显著的影响,切口半径越大,蠕变应力越大;切口深度对蠕变性能的影响不大;切口半径对持久寿命的影响作用非常大,切口半径越小,持久寿命越大.在所研究范围内,切口对试样持久寿命的强化作用,得到他人试验的验证.
关键词:
镍基单晶合金
,
切口圆棒试样
,
蠕变响应
,
数值模拟
水丽
,
金涛
,
田素贵
,
胡壮麒
稀有金属材料与工程
研究了980 ℃, 200 MPa拉伸蠕变期间[011]取向镍基单晶高温合金中γ'相的演化方式.采用有限元方法计算了单晶合金在有/无外加载荷时Von Mises应力及弹性应变能密度在γ和γ'两相中的分布.结果表明:沿[011]取向施加拉伸应力时,与应力轴呈45°角基体通道(roof)的Von Mises应力远高于与应力轴平行的基体通道(gable)中的Von Mises应力,两通道中应变能密度的差异驱动γ'相形成元素从变形较大的通道向变形较小的通道扩散,而γ相形成元素反向扩散,导致γ'相沿[010]和[100]取向扩散生长,形成垂直于[001]方向且与应力轴倾斜成45°角的层片状筏形组织.
关键词:
镍基单晶合金
,
有限元分析
,
组织演化
,
蠕变
丁智平
,
李明
,
王腾飞
,
杨荣华
机械工程材料
基于镍基单晶高温合金的微观尺度结构特征，建立了γ／γ′双相单胞有限元模型，并基于能量耗散理论，引入统一表征非对称载荷循环特性和拉／扭多轴效应的k参量，以循环塑性应变能作为损伤参量，建立了镍基单晶高温合金低周疲劳寿命预测模型；分别利用宏观有限元模型和γ／γ′双相单胞微观有限元模型对[001]取向的DD3、PWA1480和CMSX-2镍基单晶高温合金的单轴、多轴低周疲劳试验过程进行数值模拟。结果表明：微观单胞有限元模型反映了试验合金的微观结构特性，其预测精度明显优于宏观有限元模型的；上述3种合金几乎所有的试验数据分别落在1．3，2．0和2．0倍偏差分布带内。
关键词:
镍基单晶合金
,
单胞模型
,
低周疲劳
,
寿命预测
