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Cr/Mo/W元素对镍基高温合金γ/γ′共格组织热稳定性的影响
1
作者 凡莉花 李金临 +3 位作者 孙九栋 吕梦甜 王清 董闯 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期453-463,共11页
近年来,随着航空航天发动机的持续发展,对其关键热端部件的承温能力要求越来越高,而高温合金共格组织热稳定性是影响其力学性能的关键因素,本工作在团簇成分式[Al-Ni_(12)](Al_(1)(Ti,Nb,Ta)_(0.5)(Cr,Mo,W)_(1.5))基础上,保持其他元素... 近年来,随着航空航天发动机的持续发展,对其关键热端部件的承温能力要求越来越高,而高温合金共格组织热稳定性是影响其力学性能的关键因素,本工作在团簇成分式[Al-Ni_(12)](Al_(1)(Ti,Nb,Ta)_(0.5)(Cr,Mo,W)_(1.5))基础上,保持其他元素含量不变,改变Cr、Mo、W的含量设计了系列镍基高温合金(含Cr_(1.0)Mo_(0.5)的S1-CM、Cr_(1.0)W_(0.5)的S2-CW和含Cr_(0.7)Mo_(0.4)W_(0.4)的S3-CMW),研究Cr、Mo、W含量变化对合金γ/γ′共格组织热稳定性的影响。采用非自耗真空电弧炉制备合金铸锭,并对其在1300℃固溶15 h后在900℃下进行长期时效处理,并对时效态样品进行微观组织表征和力学性能测试。结果表明,这3个合金的微观组织均表现为高体积分数(f>70%)的γ′粒子均匀地分布在fcc-γ基体中。其中,S1-CM和S2-CW合金在900℃、50 h时效后γ′粒子形貌均呈椭球形,而S3-CMW合金则表现为方形,这是由于后者具有更负的γ/γ′点阵错配度(后者δ=-0.47%,前者δ=-0.25%~-0.33%)。500 h长期时效后,各合金中的γ′粒子形貌没有发生变化,且都具有较慢的粗化速率(K=10~18 nm^(3)/s);尤其S3-CMW合金表现出最高的γ/γ′共格组织稳定性(γ′粒子的粗化速率K=10.02 nm^(3)/s),且晶界处的第二相粒子析出明显低于其他合金。系列合金的硬度基本不随时效时间发生变化,也进一步表明了共格组织的稳定性;其中S3-CMW合金的显微硬度为397~418 HV,时效200 h后的室温压缩屈服强度为818 MPa。 展开更多
关键词 镍基高温合金 共格组织 γ′粒子粗化 第二相析出
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低密度Co-Ni-Al-Mo-Cr-Ti/Nb/Ta系列高温合金方形γ/γ′共格组织设计及其稳定性 被引量：2
2
作者 吕梦甜 李金临 +3 位作者 孙九栋 王镇华 王清 董闯 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期356-365,共10页
利用团簇成分式方法设计系列低密度Co基高温合金[Al-(Co_(8)Ni_(4))]((Al_(0.5)(Ti/Nb/Ta)_(0.5)Mo_(0.5))(Mo_(0.5)Cr_(0.5)Co_(0.5)))(=Co_(8.5)Ni_(4)Al_(1.5)Mo_(1.0)Cr_(0.5)(Ti/Nb/Ta)_(0.5)),采用真空非自耗电弧炉制备合金铸锭,... 利用团簇成分式方法设计系列低密度Co基高温合金[Al-(Co_(8)Ni_(4))]((Al_(0.5)(Ti/Nb/Ta)_(0.5)Mo_(0.5))(Mo_(0.5)Cr_(0.5)Co_(0.5)))(=Co_(8.5)Ni_(4)Al_(1.5)Mo_(1.0)Cr_(0.5)(Ti/Nb/Ta)_(0.5)),采用真空非自耗电弧炉制备合金铸锭,并对其在1300℃固溶15 h,在900℃下进行长期时效处理,进而对时效态样品进行微观组织表征和力学性能测试.结果表明,当Ti/Nb/Ta,Ti/Nb和Ti/Ta以等物质的量比匹配时,3种合金的微观组织均表现为立方形γ′相均匀地分布在γ基体中,这取决于合金适中的γ/γ′点阵错配度(0.27%—0.34%).在900℃长期时效过程中,3种合金中的γ′相均具有较小的粗化速率,且合金的显微硬度随时效时间基本不发生变化(275—296 HV);尤其(Ti/Ta)_(0.5)合金具有最高的γ/γ′共格组织稳定性,时效500 h后γ′相粗化最慢,并在晶界处无其他第二相粒子析出,而在其他合金的晶界附近均析出针状和颗粒状的第二相粒子. 展开更多
关键词 Co基高温合金 /共格组织 /γ′相粗化 /第二相析出
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弹性应变能对沉淀组织及原子占位影响的微观相场模拟 被引量：1
3
作者 张静 陈铮 +1 位作者 王永欣 童立甲 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2015年第16期1894-1899,共6页
利用时间相关的微观相场法模拟弹性应变作用下Ni75AlxV25-x合金Ni3Al和Ni3V共格沉淀取向排列组织演化,明晰应变能对取向排列组织形貌的影响,追踪Ni3Al和Ni3V沉淀相形核、长大过程的原子占位解析取向排列的微观原子特征。计算结果表明:... 利用时间相关的微观相场法模拟弹性应变作用下Ni75AlxV25-x合金Ni3Al和Ni3V共格沉淀取向排列组织演化,明晰应变能对取向排列组织形貌的影响,追踪Ni3Al和Ni3V沉淀相形核、长大过程的原子占位解析取向排列的微观原子特征。计算结果表明:应变能阻碍形核,改变沉淀相Ni3Al和Ni3V的析出序列,诱发原子取向扩散形成取向排列组织;取向排列组织受温度和合金成分影响,低温下2相取向不明显,温度较高时,取向排列倾向加强。Al成分较低时,取向排列明显;Al成分增加,取向排列倾向弱化。原子占位的时间演化曲线定量表征了沉淀相析出全过程Ni、Al、V 3种组元在有序沉淀相Ni3Al和Ni3V的亚晶格位置的占位随时间演化,应变能推迟了Ni3Al相VNi、NiAl、VAl原子占位达到平衡的时间,但对NiNi和AlNi的占位达到平衡的时间并无大的影响。应变能抑制了Ni3V相反位缺陷VNiⅡ、NiV和第3组元占位AlNiⅠ、AlNiⅡ、AlV,诱发了反位缺陷VNiⅠ。 展开更多
关键词 组织演化 原子占位 共格沉淀组织 微观相场 微观组织表征
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BCC基Fe_(3.5)Cr_(1.5)NiAl_(0.8)多组元合金的显微组织稳定性与力学性能
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作者 张国家 王明亮 +2 位作者 卢一平 王同敏 李廷举 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第8期2461-2470,共10页
研究温度对新型体心立方(BCC)基Fe_(3.5)Cr_(1.5)NiAl_(0.8)多组元合金(MCA)中有序椭圆状B2-NiAl纳米析出相的显微组织稳定性和力学性能的影响。采用XRD、EBSD、EPMA和TEM等检测方法对该多组元合金的显微组织和物相组成进行表征。结果表... 研究温度对新型体心立方(BCC)基Fe_(3.5)Cr_(1.5)NiAl_(0.8)多组元合金(MCA)中有序椭圆状B2-NiAl纳米析出相的显微组织稳定性和力学性能的影响。采用XRD、EBSD、EPMA和TEM等检测方法对该多组元合金的显微组织和物相组成进行表征。结果表明,所设计的高含量椭圆状B2纳米析出相与BCC基体完全共格且能在1073 K高温下保持稳定,平均粒径为245.509~251.328 nm。铸态和热处理态(873 K≤T≤1073 K)合金具有独特的共格结构,这是由于低错配度的共格析出强化机制可使合金具有较高的屈服强度(809.2~1164.1 MPa)。随着热处理温度的进一步提高(1173 K≤T≤1273 K),B2纳米析出相的平均粒径逐渐粗化,载荷传递强化机制对其屈服强度提高起主要作用。 展开更多
关键词 多组元合金 共格显微组织 显微组织演变 力学性能 强化机制
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