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镍基单晶高温合金研究进展 被引量：118
1
作者 孙晓峰 金涛 +1 位作者 周亦胄 胡壮麒 《中国材料进展》 CAS CSCD 2012年第12期1-11,共11页
单晶高温合金因具有较高的高温强度、优异的蠕变与疲劳抗力以及良好的抗氧化性、抗热腐蚀性、组织稳定性和使用可靠性,广泛应用于涡轮发动机等先进动力推进系统涡轮叶片等部件。由于采用定向凝固工艺消除了晶界,单晶高温合金明显减少了... 单晶高温合金因具有较高的高温强度、优异的蠕变与疲劳抗力以及良好的抗氧化性、抗热腐蚀性、组织稳定性和使用可靠性,广泛应用于涡轮发动机等先进动力推进系统涡轮叶片等部件。由于采用定向凝固工艺消除了晶界,单晶高温合金明显减少了降低熔点的晶界强化元素,提高了合金的初熔温度,能够在较高温度范围进行固溶和时效处理,其高温强度比等轴晶和定向柱晶高温合金也大幅度提高。经过几十年的发展,单晶高温合金已经在合金设计方法、组织结构与力学性能关系、纯净化冶炼工艺和定向凝固工艺等方面取得了重要进展。从单晶高温合金成分特点、合金元素作用、强化机理、力学性能各向异性、凝固过程及缺陷控制、单晶制备工艺等方面,简要介绍了单晶高温合金的主要研究进展。 展开更多
关键词 单晶高温合金 强化机理 定向凝固 各向异性
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镍基单晶高温合金的研发进展 被引量：87
2
作者 张健 王莉 +4 位作者 王栋 谢光 卢玉章 申健 楼琅洪 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1077-1094,共18页
本文概述了近年来镍基单晶高温合金的研发进展。在合金研制方面,总结了单晶合金近几年的发展及其成分设计方法。针对单晶合金常见的变形和损伤、失效机制,分别介绍了单晶合金蠕变、疲劳、氧化及热腐蚀机理,以及单晶合金中常见缺陷对力... 本文概述了近年来镍基单晶高温合金的研发进展。在合金研制方面,总结了单晶合金近几年的发展及其成分设计方法。针对单晶合金常见的变形和损伤、失效机制,分别介绍了单晶合金蠕变、疲劳、氧化及热腐蚀机理,以及单晶合金中常见缺陷对力学性能的影响。在单晶叶片制造工艺方面,总结了高速凝固、气冷、液态金属冷却、以及流态床冷却等几种常见定向凝固工艺的研发和应用现状,并介绍了单晶叶片中几种常见缺陷的形成机制和相关控制技术。此外,本文还讨论了单晶高温合金及单晶叶片在应用基础研究领域面临的困难和挑战。 展开更多
关键词 单晶高温合金 合金设计 力学性能 定向凝固 缺陷
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铜电车线材料的研究进展 被引量：45
3
作者 温宏权 毛协民 +1 位作者 徐匡迪 叶文博 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期25-28,共4页
对目前铜电车线材料的研究进展做了述评,并阐述了用定向凝固方法制备高强度高导电率铜电车线的可行性,同时报道了作者近期在这方面的一些研究结果。
关键词 电车线 定向凝固 铜线
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定向凝固技术的研究进展 被引量：26
4
作者 杨森 黄卫东 +1 位作者 林鑫 周尧和 《兵器材料科学与工程》 CSCD 北大核心 2000年第2期44-50,共7页
详细地评述了传统定向凝固技术的发展过程和存在的问题 ,介绍了几种新近发展起来的新型定向凝固技术 ,并指出了今后发展的方向。
关键词 定向凝固 电磁约束成形 深过冷 激光快速凝固
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高温合金叶片单晶凝固技术的新发展 被引量：52
5
作者 马德新 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1179-1190,共12页
分析了高温合金叶片复杂部位的凝固过程,提出了单晶组织的三维生长机制和精确制导的新理念.通过展示一系列的新发明,如导热体引晶技术、平行式加热和冷却定向凝固设备、对叶片不同部位分别进行定点冷却和定点加热的复合控制引晶技术、... 分析了高温合金叶片复杂部位的凝固过程,提出了单晶组织的三维生长机制和精确制导的新理念.通过展示一系列的新发明,如导热体引晶技术、平行式加热和冷却定向凝固设备、对叶片不同部位分别进行定点冷却和定点加热的复合控制引晶技术、薄壳降升法制造单晶叶片技术等,显示了高温合金叶片单晶凝固技术发展的新思路和新举措.这些新理念的提出和新发明的实施,将有助于高温合金单晶叶片这种高精产品的制造方式实现从粗放式到精细式的根本转变. 展开更多
关键词 高温合金 定向凝固 单晶 涡轮叶片
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定向凝固技术与理论研究的进展 被引量：40
6
作者 苏彦庆 郭景哲 +3 位作者 刘畅 郭景杰 贾均 傅恒志 《特种铸造及有色合金》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期25-30,共6页
阐述了不同定向凝固方法的原理以及定向凝固技术的发展趋势。从定向凝固技术的演化过程看,是温度梯度不断提高、冷却速度不断加快的过程。从传统的定向凝固技术中逐渐演化出冷坩埚定向凝固技术、软接触陶瓷壳定向凝固技术、双频电磁约... 阐述了不同定向凝固方法的原理以及定向凝固技术的发展趋势。从定向凝固技术的演化过程看,是温度梯度不断提高、冷却速度不断加快的过程。从传统的定向凝固技术中逐渐演化出冷坩埚定向凝固技术、软接触陶瓷壳定向凝固技术、双频电磁约束成形定向凝固技术等。简述了单相合金成分过冷与界面稳定性理论,共晶合金、包晶合金以及偏晶合金的相选择及组织演化等。 展开更多
关键词 定向凝固技术 凝固理论 温度梯度 固液界面 相选择
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TiAl金属间化合物的定向凝固和晶向控制 被引量：40
7
作者 傅恒志 郭景杰 +3 位作者 苏彦庆 刘林 徐达鸣 李金山 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期797-810,共14页
在航空航天及能源领域有重要应用价值的TiAl基合金,由于其γ+α2片层结构的特点,采用定向凝固技术控制片层方向可以更好地发挥其潜能。从相与组织选择及晶体择优生长特性角度,讨论了具有包晶反应的高温γ TiAl合金的定向凝固与晶向控制... 在航空航天及能源领域有重要应用价值的TiAl基合金,由于其γ+α2片层结构的特点,采用定向凝固技术控制片层方向可以更好地发挥其潜能。从相与组织选择及晶体择优生长特性角度,讨论了具有包晶反应的高温γ TiAl合金的定向凝固与晶向控制,分析了晶向控制中引晶、合金化、调节成分与凝固参量及它们的综合作用所得到的结果与存在的问题,并提出了此领域今后应注意的方面。 展开更多
关键词 TIAI合金 金属间化合物 定向凝固 晶向控制 显微组织
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DZ125定向凝固高温合金的研究 被引量：39
8
作者 陈荣章 佘力 +1 位作者 张宏炜 王罗宝 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2000年第4期14-19,共6页
研究了可用作先进航空发动机定向薄壁空心叶片的 DZ1 2 5合金 ,该合金具有高的综合性能 ,其力学性能水平高于国内外广泛应用的同类商用典型定向合金 ,同时具有良好的定向铸造工艺性能和高的薄壁力学性能。合金已用于铸造某航空发动机的... 研究了可用作先进航空发动机定向薄壁空心叶片的 DZ1 2 5合金 ,该合金具有高的综合性能 ,其力学性能水平高于国内外广泛应用的同类商用典型定向合金 ,同时具有良好的定向铸造工艺性能和高的薄壁力学性能。合金已用于铸造某航空发动机的具有复杂内腔的薄壁定向叶片 ,并已通过台架试车 ,投入小批量生产。 展开更多
关键词 DZ125合金 定向凝固 铸造高温合金 涡轮叶片 航空发动机
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高温合金精密铸造技术研究进展 被引量：41
9
作者 刘林 《铸造》 CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1273-1285,共13页
综述了高温合金多晶铸造、定向凝固、单晶制备等几种主要制备技术的原理、方法、研究现状和存在问题,分析了铸造高温合金晶粒组织控制、晶体取向选择和控制,介绍了单晶叶片的引晶和选晶原理和技术,对单晶铸造高温合金的缺陷进行了分析,... 综述了高温合金多晶铸造、定向凝固、单晶制备等几种主要制备技术的原理、方法、研究现状和存在问题,分析了铸造高温合金晶粒组织控制、晶体取向选择和控制,介绍了单晶叶片的引晶和选晶原理和技术,对单晶铸造高温合金的缺陷进行了分析,并展望了高温合金精密铸造的今后发展方向。 展开更多
关键词 涡轮叶片 高温合金 精密铸造 细晶铸造 定向凝固 单晶
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镍基单晶高温合金凝固缺陷研究进展 被引量：35
10
作者 赵新宝 刘林 +3 位作者 杨初斌 张军 李玉龙 傅恒志 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期93-98,共6页
镍基单晶高温合金的凝固缺陷对其力学性能有很大的影响,减少和控制凝固缺陷对提高合金性能和降低成本具有重要意义。综述了镍基单晶高温合金定向凝固过程中可能出现的几个重要缺陷,包括缩松、雀斑、晶体取向的偏离和杂晶,重点讨论了这... 镍基单晶高温合金的凝固缺陷对其力学性能有很大的影响,减少和控制凝固缺陷对提高合金性能和降低成本具有重要意义。综述了镍基单晶高温合金定向凝固过程中可能出现的几个重要缺陷,包括缩松、雀斑、晶体取向的偏离和杂晶,重点讨论了这些缺陷的特点和产生的机理,并从合金成分、工艺参数、铸件结构等方面分析了凝固缺陷的影响因素,指出了减少单晶高温合金凝固缺陷的措施。 展开更多
关键词 镍基单晶高温合金 定向凝固 凝固缺陷 工艺参数
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一种性能优异的低成本定向凝固镍基高温合金DZ417G 被引量：28
11
作者 郭建亭 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第11期1163-1174,共12页
一种新的定向凝固镍基高温合金DZ417G已被研制成功,它不含有稀缺昂贵的金属元素W,Nb,Ta,Hf等元素,具有密度小、成本低的特点.简要地介绍这一合金的研究结果,包括化学成分的确定,定向凝固工艺和热处理制度的选定,所测试的各种力学性能;... 一种新的定向凝固镍基高温合金DZ417G已被研制成功,它不含有稀缺昂贵的金属元素W,Nb,Ta,Hf等元素,具有密度小、成本低的特点.简要地介绍这一合金的研究结果,包括化学成分的确定,定向凝固工艺和热处理制度的选定,所测试的各种力学性能;涉及不同温度的瞬时拉伸性能,冲击韧性,持久、蠕变性能及其机理,高、低周疲劳和冷热疲劳性能,疲劳裂纹扩展速率,长期时效后组织和力学性能的变化以及抗氧化性能和物理性能.结果表明,DZ417G合金是一种综合性能优异的定向凝固镍基高温合金,很多性能指标优于DZ4合金,与DZ22和DS CM247LC合金相当。可用作先进航空发动机低压涡轮叶片等零件. 展开更多
关键词 镍基高温合金 定向凝固 DZ417G 综合性能
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二元合金高速定向凝固过程的相场法数值模拟 被引量：26
12
作者 李梅娥 杨根仓 周尧和 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期454-459,共6页
利用相场法对二元合金高速定向凝固过程进行了模拟 ,为简化计算 ,采用了温度冻结近似 .模拟了定向凝固时平界面失稳、界面形态演化、溶质浓度分布以及高速绝对稳定性条件下胞晶向平面晶的转变等 ,得到了不同抽拉速度下胞晶间距、胞晶尖... 利用相场法对二元合金高速定向凝固过程进行了模拟 ,为简化计算 ,采用了温度冻结近似 .模拟了定向凝固时平界面失稳、界面形态演化、溶质浓度分布以及高速绝对稳定性条件下胞晶向平面晶的转变等 ,得到了不同抽拉速度下胞晶间距、胞晶尖端温度以及有效溶质分配系数等参数 。 展开更多
关键词 定向凝固 二元合金 高速 晶向 失稳 界面 浓度分布 近似 溶质 绝对稳定性
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金属材料凝固过程研究现状与未来展望 被引量：30
13
作者 翟薇 常健 +1 位作者 耿德路 魏炳波 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1953-2008,共56页
金属凝固作为冶金铸造技术的一个重要工艺过程,经历了从古老技艺向现代科学的漫长演化,于20世纪后半叶发展成为材料科学中一个相对完整的学科领域。随着各种相关高新技术的不断涌现,特别是信息化时代的到来,凝固科学技术正在迅速转型发... 金属凝固作为冶金铸造技术的一个重要工艺过程,经历了从古老技艺向现代科学的漫长演化,于20世纪后半叶发展成为材料科学中一个相对完整的学科领域。随着各种相关高新技术的不断涌现,特别是信息化时代的到来,凝固科学技术正在迅速转型发展。本文系统总结了最近20年来国内外在液态合金的微观结构与物化性质、晶体形核与过程调控、凝固组织形成机理、超常凝固动力学以及新型材料凝固制备成形等五方面研究的主要进展,并分析展望了这一学科领域的未来发展趋势。 展开更多
关键词 液态合金 晶体形核 定向凝固 快速凝固 超常凝固 组织演变
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镍基单晶高温合金杂晶形成倾向性的研究 被引量：29
14
作者 张小丽 周亦胄 +1 位作者 金涛 孙晓峰 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1229-1236,共8页
采用2种不同平台尺寸的模型试样,对镍基单晶高温合金定向凝固过程中的杂晶形成倾向性进行量化研究,对不同合金的杂晶形成倾向性及杂晶在平台内的形成机制进行探索.结果表明,平台长度越长、高度越小时,杂晶越容易在平台内形核并长大;在... 采用2种不同平台尺寸的模型试样,对镍基单晶高温合金定向凝固过程中的杂晶形成倾向性进行量化研究,对不同合金的杂晶形成倾向性及杂晶在平台内的形成机制进行探索.结果表明,平台长度越长、高度越小时,杂晶越容易在平台内形核并长大;在第一、二、三代镍基单晶高温合金SRR99,DD5和DD90中,第一代合金的杂晶形成倾向性最弱,第二代次之,第三代最强;凝固时平台尖角处的过冷度大于平台内部的过冷度,且随着平台长度增加和平台高度减小,平台尖角处的过冷度增大,当平台尖角处的过冷度达到临界形核过冷度时,杂晶在平台尖角处形核并快速长大进入平台内部. 展开更多
关键词 镍基高温合金 定向凝固 杂晶 过冷度
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激光超高温度梯度快速定向凝固研究 被引量：24
15
作者 杨森 黄卫东 +2 位作者 刘文今 苏云鹏 周尧和 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期475-479,共5页
研究了激光重熔工艺参数对三种不同成分的Cu Mn合金重熔区微观组织生长方向的影响。结果表明 ,熔池中微观组织的生长方向强烈地受激光工艺参数 (激光输出功率和扫描速度 )和合金成分的影响。通过选择合适的工艺参数 ,实现了与Bridgman... 研究了激光重熔工艺参数对三种不同成分的Cu Mn合金重熔区微观组织生长方向的影响。结果表明 ,熔池中微观组织的生长方向强烈地受激光工艺参数 (激光输出功率和扫描速度 )和合金成分的影响。通过选择合适的工艺参数 ,实现了与Bridgman法类似的超高温度梯度快速定向凝固 ,其温度梯度可高达 10 6 K m ,速度可高达 2 4mm s。利用激光表面熔凝技术实现超高温度梯度快速定向凝固的关键在于 :1)在激光熔池内获得与激光扫描速度方向一致的温度梯度 ;2 )根据合金凝固特性选择适当的激光工艺参数以获得胞晶组织。 展开更多
关键词 激光表面熔凝 超高温度梯度 定向凝固
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Al-Cu 合金高梯度定向凝固过程中的形态转变 被引量：19
16
作者 李建国 毛协民 +1 位作者 傅恒志 史正兴 《材料科学进展》 CSCD 1991年第6期461-466,共6页
本文利用 ZMLMC 定向凝固装置,研究了 Al-Cu 合金系在不同温度梯度下定向凝固时凝固界面和组织形态的变化。发现存在着两种树枝状生长和胞状生长之间的转变,即在低速范围内胞状向树枝状转变,在高速范围内树枝状向胞状转变;当温度梯度足... 本文利用 ZMLMC 定向凝固装置,研究了 Al-Cu 合金系在不同温度梯度下定向凝固时凝固界面和组织形态的变化。发现存在着两种树枝状生长和胞状生长之间的转变,即在低速范围内胞状向树枝状转变,在高速范围内树枝状向胞状转变;当温度梯度足够高时,可以在整个生长速率范围内不出现树枝状生长,获得高度细化的胞状组织;合金的结晶温度间隔越宽,完全消除树枝状生长所需的温度梯度越高。 展开更多
关键词 合金 凝固 形态转变 界面 AL-CU
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连续铸造铜单晶棒材的工艺参数与性能 被引量：22
17
作者 许振明 李建国 +1 位作者 耿关祥 傅恒志 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第3期281-286,共6页
在自制水平单晶连铸设备上研究铜单晶的连铸技术。结果表明，当铸型温度Ｔｃ２＝１１００～１１２０℃、固液界面前沿温度梯度ＧＬ＝５～６℃／ｍｍ、连铸速度Ｒ＝２０～３０ｍｍ／ｍｉｎ时，可获得镜面状的单晶铸棒。连铸时固液界... 在自制水平单晶连铸设备上研究铜单晶的连铸技术。结果表明，当铸型温度Ｔｃ２＝１１００～１１２０℃、固液界面前沿温度梯度ＧＬ＝５～６℃／ｍｍ、连铸速度Ｒ＝２０～３０ｍｍ／ｍｉｎ时，可获得镜面状的单晶铸棒。连铸时固液界面位于铸型内部，并向熔体呈凸出形状。铸棒内的杂晶是由于铸型温度低于铜的熔点（１０８３℃）和连铸速度增加所致，当Ｒ大于３０ｍｍ／ｍｉｎ时形成单向凝固的柱状晶铸棒。单晶的生长方向为［１００］，结晶面为（２００）。铜单晶与多晶铸棒相比，抗拉强度降低了２０．８５％，屈服强度降低８６．５４％，延伸率增加了８０．２４％，断面收缩率增加了３．９４５倍；电阻率降低了１５．５７％。因此，连铸铜单晶具有优异的塑性和低电阻率。 展开更多
关键词 铜 单晶 连续铸造 凝固 电阻率 力学性
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藕状规则多孔结构形成的压力条件和气孔尺寸的演变规律 被引量：25
18
作者 刘源 李言祥 +1 位作者 张华伟 万疆 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期886-890,共5页
金属-气体共晶定向凝固(Gasar)是一种制备规则多孔金属的新工艺.本工作通过分析气泡的生长条件,建立了藕状多孔结构形成的压力判据(H2气和Ar气分压比),并从实验上研究了凝固压力对气孔尺寸的影响规律.结果表明,随着凝固压力(气体总压)... 金属-气体共晶定向凝固(Gasar)是一种制备规则多孔金属的新工艺.本工作通过分析气泡的生长条件,建立了藕状多孔结构形成的压力判据(H2气和Ar气分压比),并从实验上研究了凝固压力对气孔尺寸的影响规律.结果表明,随着凝固压力(气体总压)的增大,气孔平均直径不断降低. 展开更多
关键词 多孔金属 藕状结构 定向凝固 共晶 镁
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先进定向凝固技术 被引量：17
19
作者 陈光 李建国 傅恒志 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第5期5-7,共3页
简要回顾了传统定向凝固技术及其存在的问题,概述了西北工业大学凝固技术国家重点实验室近年来在定向凝固技术领域所取得的重要成果,其中包括超高梯度定向凝固、电子束区熔定向凝固、深过冷定向凝固、电磁约束成形定向凝固、单晶连铸、... 简要回顾了传统定向凝固技术及其存在的问题,概述了西北工业大学凝固技术国家重点实验室近年来在定向凝固技术领域所取得的重要成果,其中包括超高梯度定向凝固、电子束区熔定向凝固、深过冷定向凝固、电磁约束成形定向凝固、单晶连铸、经熔体热处理的定向凝固等先进定向凝固技术。提出了外场(电、磁、光等)作用下定向凝固的新构想。 展开更多
关键词 定向凝固 深过冷 电磁约束 单晶连铸 热液控制
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熔体过热历史对Ni基高温合金定向凝固界面形态的影响 被引量：12
20
作者 陈光 俞建威 +1 位作者 谢发勤 傅恒志 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期488-492,共5页
在控制温度梯度、抽拉速率等工艺参数相同的条件下，首次发现熔体过热历史对Ｎｉ基高温合金定向凝固界面形态具有 显著影响．随着熔体过热温度的提高和过热时间的延长，液固界面稳定性降低；相反，随着低温静置时间的延长，液固界面稳定... 在控制温度梯度、抽拉速率等工艺参数相同的条件下，首次发现熔体过热历史对Ｎｉ基高温合金定向凝固界面形态具有 显著影响．随着熔体过热温度的提高和过热时间的延长，液固界面稳定性降低；相反，随着低温静置时间的延长，液固界面稳定性 提高．熔体热历史对定向凝固液固界面形态影响的根本原因在于对熔体结构状态的改变，进而影响凝固过程． 展开更多
关键词 熔体过热历史 定向凝固 界面形态 界面稳定性 高温合金
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