不同孔间距下镍基单晶叶片气膜孔弹塑性行为研究 被引量：7

1

作者 李磊 侯乃先 +2 位作者 敖良波 王心美 岳珠峰 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期519-523,共5页

气膜冷却作为一重要的热防护技术广泛应用于涡轮叶片中,但是气膜孔的引入破坏了叶片的结构完整性,成为裂纹形核的重要区域。将镍基单晶叶片前缘气膜孔简化为平板模型,基于晶体塑性理论分析了多孔干涉下气膜孔的弹塑性力学行为,分析了孔... 气膜冷却作为一重要的热防护技术广泛应用于涡轮叶片中,但是气膜孔的引入破坏了叶片的结构完整性,成为裂纹形核的重要区域。将镍基单晶叶片前缘气膜孔简化为平板模型,基于晶体塑性理论分析了多孔干涉下气膜孔的弹塑性力学行为,分析了孔边分切应力的分布规律;并比较了不同横向、纵向间距对气膜孔弹塑性行为的影响。结果表明多排气膜孔间存在着明显的应力干涉,高应力区出现在相邻两列气膜孔孔心连线区域,低应力区出现在同列气膜孔之间,呈现菱形分布。孔边八面体、十二面体、六面体滑移系均开动,最大分切应力出现在夹角0o/20o/30o的位置上;横向孔间距增加,孔边应力降低;纵向孔间距增加,孔边应力增加。六面体滑移系分切应力对载荷、孔间距变化最为敏感。 展开更多

关键词 涡轮冷却叶片 镍基单晶 气膜孔 多孔干涉 晶体塑性理论

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两种热处理状态的镍基单晶高温合金在900℃下(Na_(2)SO_(4)+NaCl)混合盐中热腐蚀行为研究

2

作者 张金龙 付广艳 +4 位作者 宁礼奎 刘恩泽 谭政 佟健 郑志 《中国腐蚀与防护学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1625-1632,共8页

本文对完全热处理(CH)和完全热处理后长期时效(CH-LA)的两种热处理状态的镍基单晶高温合金涂覆75%Na_(2)SO_(4)+25%NaCl混合盐膜后进行900℃热腐蚀实验;并利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等手... 本文对完全热处理(CH)和完全热处理后长期时效(CH-LA)的两种热处理状态的镍基单晶高温合金涂覆75%Na_(2)SO_(4)+25%NaCl混合盐膜后进行900℃热腐蚀实验;并利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等手段,对合金热腐蚀100 h后的表面形貌、物相组成、元素分布等进行分析,探讨了合金的热腐蚀机理。结果表明:CH样品γ基体上均匀分布着具有良好立方度的细小γ'相;CH-LA样品γ'相产生变形和粗化,而且析出了球状、针状和短棒状的TCP相。两种热处理状态的镍基单晶高温合金的腐蚀动力学曲线均近似抛物线或分段抛物线,CH样品腐蚀速率相对较小,腐蚀膜剥落轻微,表面形成了连续的Al_(2)O_(3)外氧化膜,内层区发生Al内氧化和Cr、Ni的内硫化;CH-LA样品,腐蚀速率相对大,表面腐蚀产物剥落明显,表面形成了较厚的复合氧化物层及极薄的Al_(2)O_(3)层,同时也形成了Al的内氧化和Cr、Ni的内硫化区。 展开更多

关键词 镍基单晶合金 长期时效 热腐蚀 TCP相

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一种镍基单晶合金长期时效过程中γ'相的粗化行为 被引量：1

3

作者 水丽 温正云 《特种铸造及有色合金》 CAS CSCD 北大核心 2014年第7期673-675,共3页

研究了一种新型镍基单晶高温合金长期时效过程中γ′相形貌的变化。结果表明，在950、1000、1050℃下时效o～1500h时，γ′相形态从最初的立方体形貌逐渐演化形成了不规则的条形、L形、迷宫形等。时效过程中，枝晶间／相的粗化速率明显... 研究了一种新型镍基单晶高温合金长期时效过程中γ′相形貌的变化。结果表明，在950、1000、1050℃下时效o～1500h时，γ′相形态从最初的立方体形貌逐渐演化形成了不规则的条形、L形、迷宫形等。时效过程中，枝晶间／相的粗化速率明显高于枝晶干处的粗化速率。随时效温度地提高，γ′相的粗化速率加快。枝晶干处与枝晶间区域γ/γ′相界面共格应变能的差异是枝晶间与枝晶干区域y’相粗化程度存在差异的主要原因。枝晶干处γ′相的粗化激活能与枝晶间处γ′相的粗化激活能分别为451kJ·mol-1和345kJ·mo1-1。 展开更多

关键词 镍基单晶高温合金 时效 粗化行为 形貌

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热处理对低Re镍基单晶高温合金组织的影响 被引量：1

4

作者 王安东 马亚硕 +1 位作者 施轶超 吕金娟 《热加工工艺》 北大核心 2020年第12期113-118,共6页

研究了不同参数的热处理制度(均匀化+固溶+一次时效+二次时效处理)对第二代低铼镍基单晶高温合金组织的影响。结果表明:均匀化和固溶处理几乎消除了合金元素的偏析和共晶组织。随着高温固溶处理温度的升高,γ’相的形貌从立方形逐渐变... 研究了不同参数的热处理制度(均匀化+固溶+一次时效+二次时效处理)对第二代低铼镍基单晶高温合金组织的影响。结果表明:均匀化和固溶处理几乎消除了合金元素的偏析和共晶组织。随着高温固溶处理温度的升高,γ’相的形貌从立方形逐渐变为近圆形,尺寸变化不明显,在1320℃时,立方度最佳且尺寸约为360 nm。随着一次时效温度的升高,γ’相尺寸逐渐由固溶态时的360 nm增大到435 nm;温度过高时(1200℃),出现γ’相的边角钝化、部分γ’相连接的现象。随着一次时效时间的延长,γ’相的立方度先逐渐升高,随后出现钝化现象。在900℃时进行二次时效,γ’相有着规则的立方度,尺寸细小均匀。该单晶合金的最佳热处理工艺为:1270℃/2 h+1280℃/2 h+1320℃/4 h,AC+1100℃/4 h,AC+900℃/24 h,AC。 展开更多

关键词 低铼单晶合金 热处理 组织演变 γ’相

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Ni-Al二元镍基模型高温合金热暴露实验过程中γ＇相尺寸与体积分数的变化 被引量：6

5

作者 刘程鹏 张晓娜 +4 位作者 葛麟 李宪 王崇愚 于涛 张泽 《电子显微学报》 CAS CSCD 2015年第4期298-303,共6页

本文利用扫描电子显微镜(SEM),研究了Ni-Al二元模型镍基单晶高温合金在热暴露实验过程中γ'相尺寸与体积分数的变化。结果表明:随着热暴露时间的增加,一次γ'相尺寸明显增大,其长大机制为扩散控制的粗化机制(L-S-W理论)。其平... 本文利用扫描电子显微镜(SEM),研究了Ni-Al二元模型镍基单晶高温合金在热暴露实验过程中γ'相尺寸与体积分数的变化。结果表明:随着热暴露时间的增加,一次γ'相尺寸明显增大,其长大机制为扩散控制的粗化机制(L-S-W理论)。其平均尺寸的立方与热暴露时间呈线性关系。通过对γ'相体积分数的统计显示,γ'相体积随热暴露时间的延长而减小,这是高温下γ相固溶度增加以及γ'溶解的结果,可以用Ni-Al二元相图来解释此现象。 展开更多

关键词 镍基单晶高温合金 SEM γ'相尺寸 γ'相体积分数

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基于晶体塑性的DD6单晶合金力学性能及织构演化

6

作者 赵宏伟 杨贤樑 +2 位作者 张嵩 尤孟春 刘二强 《特种铸造及有色合金》 CAS 北大核心 2024年第10期1382-1387,共6页

采用晶体塑性有限元方法(CPFEM)对DD6镍基单晶合金高温力学性能进行了研究。结果表明,一定加载速率下,不同取向单晶合金(223)[11-0]取向的屈服应力和弹性模量最大;不同取向滑移系的激活程度不同,其最大累积剪切应变数值也不同,材料不同... 采用晶体塑性有限元方法(CPFEM)对DD6镍基单晶合金高温力学性能进行了研究。结果表明,一定加载速率下,不同取向单晶合金(223)[11-0]取向的屈服应力和弹性模量最大;不同取向滑移系的激活程度不同,其最大累积剪切应变数值也不同,材料不同取向的晶粒均发生了旋转,而(001)[11-0]取向的偏转角度最大。相同取向条件下,应变速率对弹性模量影响很小,而屈服应力与应变速率呈正相关。 展开更多

关键词 镍基单晶合金 晶体塑性 屈服应力 织构演化

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镍基单晶合金热处理的组织演化与有限元分析 被引量：4

7

作者 张姝 《特种铸造及有色合金》 CAS CSCD 北大核心 2012年第8期720-724,共5页

通过对一种含Re单晶镍基高温合金热处理期间及不同时效温度组织形貌的观察,结合有限元分析,研究合金中γ′相在热处理期间及蠕变期间的组织演化规律。结果表明,在固溶热处理期间,γ′相以蝶形组合从基体中析出;一次时效期间,γ′相长大... 通过对一种含Re单晶镍基高温合金热处理期间及不同时效温度组织形貌的观察,结合有限元分析,研究合金中γ′相在热处理期间及蠕变期间的组织演化规律。结果表明,在固溶热处理期间,γ′相以蝶形组合从基体中析出;一次时效期间,γ′相长大为立方体形貌;二次时效期间,γ′相略有长大,排列更加规则。经不同温度的一次时效后γ′相尺寸逐渐长大,立方度增加。最后确定出该合金合理的热处理工艺。 展开更多

关键词 元素Re 单晶镍基合金 组织演化 蝶形γ′

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高温长期时效对一种镍基单晶合金拉伸和持久性能的影响 被引量：3

8

作者 水丽 胡壮麒 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期12-16,共5页

研究了高温长期时效对一种镍基单晶合金在室温条件下瞬时拉伸强度和在950℃/240MPa条件下持久性能的影响。结果表明:1000℃短期时效100h,合金室温拉伸强度σb与屈服强度σ0.2与时效前相比没有明显变化,时效超过500h后σb和σ0.2开始显... 研究了高温长期时效对一种镍基单晶合金在室温条件下瞬时拉伸强度和在950℃/240MPa条件下持久性能的影响。结果表明:1000℃短期时效100h,合金室温拉伸强度σb与屈服强度σ0.2与时效前相比没有明显变化,时效超过500h后σb和σ0.2开始显著下降,时效超过1000h后,σb和σ0.2随时效时间延长下降幅度减小;短期时效100h和500h样品在950℃/240MPa条件下的持久寿命大幅度降低,延伸率快速上升,时效时间超过1000h后,持久寿命的下降幅度减小,合金的持久寿命与延伸率均趋于稳定。长期时效后γ'相形貌改变及γ/γ'相界面高密度位错网的破坏是时效后合金室温及高温持久性能持续降低的主要原因。 展开更多

关键词 镍基单晶 长期时效 拉伸强度 持久性能

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基于晶体塑性的镍基单晶合金横向高温力学性能研究 被引量：2

9

作者 孔令宇 武建国 +3 位作者 武雷刚 刘二强 申强 林金保 《特种铸造及有色合金》 CAS 北大核心 2021年第9期1097-1102,共6页

采用CPFEM方法对单晶镍基高温合金DD6在760℃下的横向拉伸力学性能进行了研究,分别在不同晶体取向和加载应变速率条件下对合金的力学性能和晶体变形特征进行了分析。结果表明,计算得到的本构参数可很好的表达其力学性能,在横向拉伸下,... 采用CPFEM方法对单晶镍基高温合金DD6在760℃下的横向拉伸力学性能进行了研究,分别在不同晶体取向和加载应变速率条件下对合金的力学性能和晶体变形特征进行了分析。结果表明,计算得到的本构参数可很好的表达其力学性能,在横向拉伸下,弹性模量随晶体偏转角度增加而增加。由于不同取向下滑移系激活情况不同,合金在[100]和[110]取向具有较高的屈服应力,而在[120]取向合金则表现出较低的屈服应力。同一晶体取向不同应变速率条件下,屈服应力与应变速率的自然对数呈线性关系。 展开更多

关键词 CPFEM 镍基单晶合金 横向拉伸 滑移系 应变速率

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镍基单晶合金高温蠕变的θ映射模型 被引量：8

10

作者 石多奇 杨晓光 +1 位作者 叶峥 白露 《航空发动机》 2008年第3期27-30,5,共5页

针对镍基单晶涡轮叶片蠕变的晶体方向性问题,运用θ映射法,在晶体滑移理论框架下,建立了能够描述镍基单晶合金各向异性蠕变的θ模型。利用文献中2种镍基单晶合金(DD3和CMSX-4)的蠕变数据,对所采用的方法进行了验证,并获得了2种材料各自... 针对镍基单晶涡轮叶片蠕变的晶体方向性问题,运用θ映射法,在晶体滑移理论框架下,建立了能够描述镍基单晶合金各向异性蠕变的θ模型。利用文献中2种镍基单晶合金(DD3和CMSX-4)的蠕变数据,对所采用的方法进行了验证,并获得了2种材料各自对应的材料参数。理论预测值和试验数据基本吻合。结果表明:将θ映射法移植到晶体滑移理论中是可行的,能够用来模拟镍基单晶合金的各向异性蠕变行为。 展开更多

关键词 航空航天推进系统 镍基单晶合金 各向异性蠕变 θ映射法 晶体滑移

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热处理对一种镍基单晶高温合金组织及性能的影响 被引量：7

11

作者 水丽 杨彦红 《铸造》 CAS CSCD 北大核心 2008年第9期953-955,共3页

研究了热处理工艺对一种镍基单晶合金微观组织及持久性能的影响,并测定了合金微区成分偏析系数。结果表明,经1260℃/2hA.C+1300℃/4hA.C+1100℃/4hA.C+870℃/16hA.C的热处理明显改善了单晶合金元素的枝晶偏析,合金中γ′强化相的尺寸适... 研究了热处理工艺对一种镍基单晶合金微观组织及持久性能的影响,并测定了合金微区成分偏析系数。结果表明,经1260℃/2hA.C+1300℃/4hA.C+1100℃/4hA.C+870℃/16hA.C的热处理明显改善了单晶合金元素的枝晶偏析,合金中γ′强化相的尺寸适当、分布均匀,合金获得理想的综合性能。 展开更多

关键词 镍基单晶合金 热处理 组织形貌 持久性能

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DD3镍基单晶高温合金喷丸强化后残余应力的有限元模拟 被引量：6

12

作者 须庆 姜传海 陈艳华 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期80-83,共4页

利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,通过设立局部坐标系和运用三参数Barlat模型建立了DD3镍基单晶高温合金的喷丸强化有限元模型,并对喷丸后的残余应力进行了有限元模拟和实际测试。结果表明:由于镍基单晶高温合金的各向异性,在不同取向... 利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,通过设立局部坐标系和运用三参数Barlat模型建立了DD3镍基单晶高温合金的喷丸强化有限元模型,并对喷丸后的残余应力进行了有限元模拟和实际测试。结果表明:由于镍基单晶高温合金的各向异性,在不同取向上呈现不同的残余应力状态,且同一晶面不同取向的最小残余压应力出现在组成滑移系的晶向上;模拟结果与试验结果吻合较好。 展开更多

关键词 各向异性材料 镍基单晶高温合金 有限元模拟 喷丸强化 残余应力

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镍基单晶高温合金γ’颗粒[111]取向加载的粗化趋势 被引量：5

13

作者 夏永发 金玉龙 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1053-1056,共4页

针对镍基单晶高温合金的服役条件和机构特点,对γ’颗粒在[111]取向加载时的定向粗化趋势进行了比较系统的研究.通过实验得到镍基单晶高温合金在[111]取向上受载时,γ’颗粒没有表现出沿任何方向上的定向粗化趋势,只是以毛细驱动方式各... 针对镍基单晶高温合金的服役条件和机构特点,对γ’颗粒在[111]取向加载时的定向粗化趋势进行了比较系统的研究.通过实验得到镍基单晶高温合金在[111]取向上受载时,γ’颗粒没有表现出沿任何方向上的定向粗化趋势,只是以毛细驱动方式各向同性长大.经过有限元计算表明,外应力作用使各类基体通道中的应力分布具有强烈的各向异性,而在粗化过程中扩展的通道都是Von Mises应力高的通道,而逐渐减小的通道都是Von Mises应力低的通道,这表明塑性变形及其不均匀分布起关键作用. 展开更多

关键词 镍基单晶高温合金 蠕变 定向粗化 点阵错配 品格

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电感耦合等离子体原子发射光谱法测定镍基单晶高温合金中钨钽铪铼 被引量：5

14

作者 朱天一 冯典英 +3 位作者 李本涛 黄辉 李颖 巩琛 《冶金分析》 CAS 北大核心 2020年第4期29-35,共7页

镍基单晶高温合金中高含量的钨、钽、铪、铼等难熔元素,不仅对样品前处理造成阻碍,而且其元素间的光谱干扰会对测定结果造成严重影响。实验采用18mL盐酸-2mL硝酸-2mL氢氟酸溶解样品,再加入酒石酸可使样品溶液长期稳定存在。通过研究单... 镍基单晶高温合金中高含量的钨、钽、铪、铼等难熔元素,不仅对样品前处理造成阻碍,而且其元素间的光谱干扰会对测定结果造成严重影响。实验采用18mL盐酸-2mL硝酸-2mL氢氟酸溶解样品,再加入酒石酸可使样品溶液长期稳定存在。通过研究单晶高温合金中钨、钽、铪、铼的谱线干扰情况,选择W 207.911nm、Ta 240.063nm、Hf 282.022nm、Re 197.312nm作为分析谱线,采用基体匹配法配制标准溶液系列绘制校准曲线,使用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定镍基单晶高温合金中钨、钽、铪、铼。各元素在线性范围内校准曲线线性关系良好,相关系数均不小于0.9997;方法检出限为0.0001%~0.0008%。按照实验方法测定DD6单晶高温合金样品中钨、钽、铪、铼,结果的相对标准偏差(RSD,n=11)为1.0%~2.5%;加标回收率为96%~102%。 展开更多

关键词 电感耦合等离子体原子发射光谱法 镍基单晶高温合金 光谱干扰 钨 钽 铪 铼

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DD3镍基单晶高温合金喷丸层残余应力的X射线衍射分析 被引量：3

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作者 陈艳华 须庆 +1 位作者 姜传海 嵇宁 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期76-78,96,共4页

对DD3镍基单晶高温合金表面进行喷丸处理,利用X射线衍射方法研究了喷丸层中残余应力沿层深的分布。结果表明:喷丸层中存在的残余压应力在层深为10μm处达到最大值,且随着层深的增加而降低;喷丸表层单晶组分中的残余压应力与多晶组分中... 对DD3镍基单晶高温合金表面进行喷丸处理,利用X射线衍射方法研究了喷丸层中残余应力沿层深的分布。结果表明:喷丸层中存在的残余压应力在层深为10μm处达到最大值,且随着层深的增加而降低;喷丸表层单晶组分中的残余压应力与多晶组分中的基本接近,次表层中两者存在较大差别,随着材料层深的增加二者的差别更加明显,单晶组分中的残余压应力水平更高,分布深度更大。 展开更多

关键词 镍基单晶高温合金 喷丸 残余应力 X射线衍射

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