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高Cr铸造镍基高温合金K4648与陶瓷型芯的界面反应研究 被引量：20
1
作者 郑亮 肖程波 +5 位作者 张国庆 顾国红 李鑫 刘晓光 薛明 唐定中 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期10-22,共13页
采用金相显微镜、扫描电镜及能谱、电子探针和X射线衍射对高Cr铸造镍基高温合金K4648等轴晶和定向凝固铸件的合金/陶瓷型芯界面反应进行了系统研究,获得反应时间与反应量关系的界面反应动力学曲线、不同反应时间的反应界面形貌及产物的... 采用金相显微镜、扫描电镜及能谱、电子探针和X射线衍射对高Cr铸造镍基高温合金K4648等轴晶和定向凝固铸件的合金/陶瓷型芯界面反应进行了系统研究,获得反应时间与反应量关系的界面反应动力学曲线、不同反应时间的反应界面形貌及产物的种类。结果表明:高Cr铸造镍基高温合金K4648与铝基型芯不易发生反应,而与硅基陶瓷型芯发生剧烈的界面反应,反应产生金属瘤状凸起物,造成铸件内腔破坏。此外,白色的硅基型芯内部变成黑色,黑色反应区内含有一定量的Cr,Al,Ti元素。在反应的中、后期型芯黑色反应区内还存在着灰色区,该区的Cr,Al,Ti含量远高于黑色反应区。高Cr铸造镍基高温合金K4648合金与硅基陶瓷型芯反应分为:(1)富Cr,Al,Ti熔体向型芯内的渗入阶段;(2)富Cr,Al,Ti熔体与陶瓷型芯SiO2基体的反应;(3)富Cr,Al,Ti的熔体与型芯中Zr-SiO4颗粒反应三个阶段。反应过程中型芯存在局部液化现象。K4648合金/硅基陶瓷型界面反应产物主要为层状或树枝状Al2O3,块状Cr3Si金属间化合物、ZrO2,富Cr,Zr,Al,Ti的复合氧化物、共晶形态的富Cr,Si,Al,Ti的复合氧化物、块状或树枝状的富Ti,Al,Zr,Cr复合氧化物。反应产物中的Cr,Al,Ti元素来自合金熔体而Zr,Si,O来自陶瓷型芯。 展开更多
关键词 镍基高温合金 陶瓷型芯 界面反应 定向凝固 显微组织 k4648 Cr3Si AL2O3
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高Cr铸造镍基高温合金K4648凝固行为的研究 被引量：17
2
作者 郑亮 肖程波 +2 位作者 唐定中 顾国红 汤鑫 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1539-1544,共6页
采用等温凝固淬火工艺与差热扫描量热相结合的方法对高Cr铸造镍基高温合金K4648的凝固过程进行研究,得到合金在不同温度下的等温凝固组织、相析出顺序图和凝固特性曲线。结果表明:K4648合金的液相线温度为1340℃,由DSC确定的宏观固相线(... 采用等温凝固淬火工艺与差热扫描量热相结合的方法对高Cr铸造镍基高温合金K4648的凝固过程进行研究,得到合金在不同温度下的等温凝固组织、相析出顺序图和凝固特性曲线。结果表明:K4648合金的液相线温度为1340℃,由DSC确定的宏观固相线(3.1%残余液相,体积分数,下同)和等温凝固法确定的微观固相线(0.5%残余液相)温度分别为1248和1180℃。K4648合金固、液相线温度范围内的初生相主要为MC碳化物和α-Cr相,它们的析出温度分别为1310和1190℃。初生α-Cr相固溶30%(原子分数)以上的Ni,显微硬度是基体的3倍,是一种脆性相。凝固过程中Cr的严重枝晶间偏析促进了该相的形成,初生α-Cr相在铸造过程中应加以控制。 展开更多
关键词 镍基高温合金 k4648 高Cr 凝固 α—Cr相
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高Cr铸造镍基高温合金K4648的母合金净度研究 被引量：12
3
作者 郑亮 肖程波 +3 位作者 张国庆 袁华 韩波 唐定中 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期1-7,11,共8页
对两炉冲击韧性存在明显差异的高Cr铸造镍基高温合金K4648进行了对比研究,通过分析两炉母合金的主量元素和气体含量,采用电子束纽扣锭(EB锭)实验观察合金内夹杂物和对母合金用原材料金属Cr的显微组织分析等方法研究了K4648母合金净度。... 对两炉冲击韧性存在明显差异的高Cr铸造镍基高温合金K4648进行了对比研究,通过分析两炉母合金的主量元素和气体含量,采用电子束纽扣锭(EB锭)实验观察合金内夹杂物和对母合金用原材料金属Cr的显微组织分析等方法研究了K4648母合金净度。结果表明:1#与2#炉批母合金主量元素无明显差别。1#母合金由于气体元素O含量高达(20.5±7.5)×10-6,远高于2#合金的6×10-6,造成其室温冲击韧性(aku)不及2#合金的一半,低于技术条件要求的19.6J/cm2。电子束纽扣锭(EB锭)实验可有效地将K4648中的夹杂物汇聚,经分析主要是富Y,Ce的氧化物和富Al氧化物。证明高Cr铸造镍基高温合金K4648中添加稀土元素Y,Ce可有效攫取合金中自由态的O和S,生成稳定的稀土氧化物或硫化物,起到净化合金的作用。K4648母合金原材料中金属Cr基体中固溶有15%(质量分数)的元素O,还分布有富Cr氧化物和Cr,Al,Si的复合氧化物。此外,还存在含N、贫O区域,该区域的维氏显微硬度可达8.2GPa,是Cr基体1.3GPa的6倍,证明N使金属Cr的硬度明显升高。 展开更多
关键词 镍基高温合金 k4648 母合金净度 电子束纽扣锭(EB) 金属Cr 气体含量 夹杂
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高Cr铸造Ni基高温合金K4648的显微组织 被引量：11
4
作者 郑亮 肖程波 +2 位作者 唐定中 顾国红 汤鑫 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期662-669,共8页
真空感应熔炼高Cr铸造Ni基高温合金K4648,重熔浇注成等轴晶成形试棒。对薄截面试棒和厚截面中柱管浇道进行(1180℃,4h)固溶处理和(1180℃,4h)+(900℃,16h)标准热处理。铸态和热处理态试样通过光学金相、定量金相、扫描电镜及能谱分析和... 真空感应熔炼高Cr铸造Ni基高温合金K4648,重熔浇注成等轴晶成形试棒。对薄截面试棒和厚截面中柱管浇道进行(1180℃,4h)固溶处理和(1180℃,4h)+(900℃,16h)标准热处理。铸态和热处理态试样通过光学金相、定量金相、扫描电镜及能谱分析和X射线衍射分析确定合金中相的种类、形貌和成分。结果表明:K4648合金铸态组织中主要存在γ基体、初生α相和MC碳化物;初生α相是Ni、Mo和W在Cr中的过饱和固溶体,其中Ni含量(摩尔分数)可达30%以上,本研究中的α相可命名为α-(Cr,Ni);在0.2N载荷下,该α相的维氏显微硬度值为6.3GPa,是一种硬而脆的相;经(1180℃,4h)固溶处理,初生α相和MC碳化物都会回溶,并且转变为M23C6碳化物,M23C6碳化物比初生α相具有更高的Cr含量和更低的Ni含量。固溶处理后特别是在厚截面试样中还残存未转变的α相和MC碳化物。(1180℃,4h)+(900℃,16h)标准热处理后,合金内部广泛析出片状次生α相和γ′-Ni3(Al,Ti,Nb)相,且在晶界区补充析出粒状M23C6碳化物,起到强化合金的作用。 展开更多
关键词 镍基高温合金 k4648 α-(Cr Ni)相 M23C6碳化物 显微组织
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稀土元素钇对K4648高温合金性能的影响
5
作者 严密 贺凯歌 梁小刚 《铸造》 北大核心 2023年第12期1573-1576,共4页
采用不含钇和含0.02%钇的两种配方,同一工艺路线经过固溶和时效后,对不加钇和加钇的K4648合金试样分别进行室温拉伸试验、高温持久试验和抗氧化试验。结果表明,加入0.02%钇后,断后伸长率平均值由9.6%提升至14.5%;冲击韧性平均值由21.5 J... 采用不含钇和含0.02%钇的两种配方,同一工艺路线经过固溶和时效后,对不加钇和加钇的K4648合金试样分别进行室温拉伸试验、高温持久试验和抗氧化试验。结果表明,加入0.02%钇后,断后伸长率平均值由9.6%提升至14.5%;冲击韧性平均值由21.5 J/cm^(2)提升至24.4J/cm^(2);在环境温度800℃并施加206 MPa应力下,试样持久寿命由50 h提升至60 h;合金的抗氧化性能也得到进一步提升,但对合金室温拉伸强度影响不大。 展开更多
关键词 稀土 钇 k4648高温合金
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K4648合金中空盲管薄壁件无余量精密铸造工艺研究 被引量：2
6
作者 陈兴福 姚雷 +6 位作者 韩牧遥 孔胜国 李维 张美珊 解为刚 马建刚 李俊涛 《钢铁研究学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第S2期449-451,共3页
K4648合金梁为某型号航空发动机尾喷口的核心部件,采用无余量精密铸造工艺铸造而成。该部件为大尺寸中空盲管薄壁件,长度约450mm,管壁厚2.5~3mm。该铸件在铸造过程极易产生疏松和裂纹缺陷,冶金质量难以控制,此外该部件在铸造过程中变形... K4648合金梁为某型号航空发动机尾喷口的核心部件,采用无余量精密铸造工艺铸造而成。该部件为大尺寸中空盲管薄壁件,长度约450mm,管壁厚2.5~3mm。该铸件在铸造过程极易产生疏松和裂纹缺陷,冶金质量难以控制,此外该部件在铸造过程中变形较大,尺寸精度控制困难。针对该部件冶金质量控制及变形等问题,本文对梁部件熔模制备方案、浇注系统设计、浇注工艺及铸件校形工艺等方面进行了系统的研究,研制的K4648合金梁铸件冶金质量优良、尺寸精确。 展开更多
关键词 k4648合金 精密铸造 浇注系统
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一种铸造镍基高温合金的显微组织和冲击性能
7
作者 周丽 逯红果 +3 位作者 马中钢 刘洪平 殷凤仕 李道乾 《山东理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2021年第6期24-26,共3页
通过金相显微镜、扫描电镜研究了试验K4648合金的显微组织及其冲击断口形貌,并分析了试验合金冲击吸收功偏低的原因。结果表明:试验K4648合金试棒经过1 180℃×4 h空冷+900℃×16 h空冷热处理后,显微组织由γ基体和在γ基体上... 通过金相显微镜、扫描电镜研究了试验K4648合金的显微组织及其冲击断口形貌,并分析了试验合金冲击吸收功偏低的原因。结果表明:试验K4648合金试棒经过1 180℃×4 h空冷+900℃×16 h空冷热处理后,显微组织由γ基体和在γ基体上析出的捆编织针状α-Cr相和细小颗粒状M23C6型碳化物以及分布在晶界和枝晶间的初生链状分布的较大尺寸α-Cr相组成。初生链状α-Cr相是造成试验K4648合金冲击吸收功偏低的主要原因。 展开更多
关键词 镍基高温合金 k4648 Α-CR相 冲击吸收功
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二次固溶加时效对K4648镍基高温合金组织与性能的影响
8
作者 黄军剑 满卫芳 +1 位作者 高双 何博 《材料热处理学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期87-95,共9页
采用扫描电镜、能谱仪和拉伸试验等研究了二次固溶加时效对K4648镍基高温合金组织与性能的影响。结果表明:二次固溶加时效处理后,合金中析出了尺寸更大的针状α相,M_(23)C_(6)碳化物的尺寸变小;随着二次固溶温度的升高,针状α相逐渐粗化... 采用扫描电镜、能谱仪和拉伸试验等研究了二次固溶加时效对K4648镍基高温合金组织与性能的影响。结果表明:二次固溶加时效处理后,合金中析出了尺寸更大的针状α相,M_(23)C_(6)碳化物的尺寸变小;随着二次固溶温度的升高,针状α相逐渐粗化,M_(23)C_(6)数量增多且大部分在晶界处连续分布。经过二次固溶加时效处理,合金抗拉强度显著提高,塑性略有下降。K4648合金的最佳二次固溶温度为1200℃,此时合金的抗拉强度达到810 MPa,相比一次固溶加时效提高了约39%,伸长率略微下降,从17.2%降为15.3%。 展开更多
关键词 k4648镍基高温合金 二次固溶 显微组织 力学性能 断裂行为
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浇注温度与型壳温度对K4648镍基高温合金组织和性能的影响
9
作者 张丽辉 高达 +5 位作者 黄强 张楚博 张强 任晓冬 胡聘聘 张勇 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期75-80,共6页
针对某型号燃气涡轮导向器用K4648镍基高温合金室温冲击韧性无法达到标准要求(冲击韧性大于20 J·cm^(-2))的问题,在不同的浇注温度与型壳温度(1 490℃/1 050℃,1 490℃/950℃,1 460℃/1 050℃)下制备了K4648镍基高温合金,并进行了... 针对某型号燃气涡轮导向器用K4648镍基高温合金室温冲击韧性无法达到标准要求(冲击韧性大于20 J·cm^(-2))的问题,在不同的浇注温度与型壳温度(1 490℃/1 050℃,1 490℃/950℃,1 460℃/1 050℃)下制备了K4648镍基高温合金,并进行了固溶+标准热处理,研究了浇注温度与型壳温度对合金显微组织和冲击性能的影响,获得了优化的工艺参数。结果表明:当型壳温度或浇注温度较低时,K4648镍基高温合金的晶粒尺寸和二次枝晶间距较小,块状初生α-Cr相含量较少、尺寸较小,合金的冲击韧性较大,冲击断口处次生裂纹数量较少;优化工艺参数为型壳温度950℃、浇注温度1 490℃,此工艺参数下制备的K4648镍基高温合金的冲击韧性最大,为21.4 J·cm^(-2),满足标准要求。 展开更多
关键词 k4648镍基高温合金 浇注工艺 Α-CR相 冲击韧性
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