喷射成形高温合金及其制备技术

简要地总结了喷射成形高温材料近年来的研究状况,包括专用高温材料喷射成形装置、技术及其应用结果.同时比较了喷射成形技术与用常规铸锭冶金工艺和粉末冶金工艺制备高合金化高强度高温合金的异同.通过优化氮气与氩气雾化喷射沉积技术,制备了多种优质高温合金沉积坯,沉积坯整体致密、晶粒细小、组织均匀、无宏观偏析、含气量低、冷热加工性能显著改善、力学性能明显提高.     

低膨胀高温合金GH907和GH909的铸态组织及其均匀化处理

本文研究了低膨胀高温合金GH907、GH909铸态组织中偏析的性质,偏析对合金组织的影响,以及消除偏析的方法。     

一种铸造低偏析高温合金的凝固偏析

用金相探针法研究了一种低偏析高温合金的凝固。经研究发现，合金中除了钛有轻微的正树枝状偏析外，铬、钴、钼、铝等几乎不发生树枝状偏析；但在共晶内部和前沿，合金元素的偏析与普通合金几乎相同     

中国变形高温合金研制进展

概述了近10年来我国变形高温合金的研制情况.介绍了航空发动机用涡轮盘材料718Plus,GH4720Li,GH4065合金的特点,燃烧室用GH3230合金以及燃气轮机用GH4706合金的研制进展.并对变形高温合金热加工新技术进行了总结,包括针对易偏析材料开发的ERS-CDS新工艺,改善变形高温合金棒材组织的反复镦拔工艺,提升高性能难变形高温合金热塑性的缓冷处理和热机械循环处理技术.最后,展望了我国变形高温合金产业的未来.     

高温合金在锻造前的加热

加热工艺是高温合金锻造生产的重要工序。加热工艺不正确,将导致锻件大量报废。对于高温合金精密锻造说来,不解决加热过程中的氧化问题,是不可能实现的。为此,我们根据国内外资料和对生产经验的总结,对高温合金锻造前的加热进行较系统的讨论。一、加热时的污染加热时对高温合金塑性危害最大的是炉气中的硫。高温下硫与镍形成低熔点(797℃)的     

盘件用粉末高温合金的研究与发展

介绍了国内外粉末高温合金的发展应用状况、国外粉末研究的新的进展，并总结分析了涡轮粉末高温合金的研究成果和发展方向。前言 涡轮盘是发动机重要的热端部件之一，它在极为苛刻的条件下工作，飞行时承受着启动一停车循环中的机械应力和温差引起的热应力的叠加作用，因而要求材料具有足够的力学性能和理化性能，特别是在使用温度范围内要有尽可能高的低周循环疲劳和热疲劳性能，这是确定涡轮盘工作寿命的关键因素。 在采用粉末涡轮盘之前，盘件所用的γ’相沉淀强化型合金由于强化元素不断地增多，严重的偏析使热加工性能恶化，低周疲劳性…     

Ni—Al—C—Ti—（Hf,Nb,Ta）四元合金的凝固组织

对所设计的四种Ni-Al-C-Ti(Hf,Nb,Ta)四元镍基合金分别在相同的工艺条件下进行定向凝固。组织结构分析表明,它们的凝固组织和相变特性均与工业高温合金相似,可作为研究工业高温合金的模型合金。上述四元镍基合金的凝固组织具有以下特点:(1)碳化物形成元素的枝晶偏析按Hf、Nb、Ti、Ta减小;(2)TiC和HfC具有大体相似的形态,呈不规则块状:而NbC和TaC则呈发达的汉字体状,这种差别是引起工业高温合金中MC碳化物形态变化的根本原因;(3)含Ti和含Hf合金中的γ-γ′共晶数量多于含Nb和含Ta合金。     

DD5镍基单晶高温合金凝固过程元素偏析的相场模拟

作为航空发动机涡轮工作叶片的主要材料,镍基单晶高温合金凝固过程中的元素偏析易造成组织的不均匀性,进而影响其高温力学性能。选取国产二代单晶高温合金DD5作为研究对象,以3mm/min的抽拉速率制备单晶试棒,通过组织观察与热力学计算确定其铸态组织的相组成,包括γ相,γ’相与碳化物。采用电子探针显微分析对合金元素在枝晶干与枝晶间的偏析行为进行了线扫描,确定Re、W的正偏析及Al、Ta负偏析特性,且枝晶间的碳化物中Ta含量较高,推测其为MC型碳化物。在此基础上借助Micress相场软件,对凝固过程的组织形貌演化与元素偏析行为进行了模拟,其形貌特征与光镜组织观察结果相一致,元素分布与EPMA结果相符。     

粉末冶金技术在航空发动机中的应用

概述了粉末冶金技术的优势,简要介绍了镍基高温合金、钛基合金、难熔金属、超高温合金、氧化物弥散强化合金和喷涂合金粉末等几种典型的航空发动机用粉末冶金材料。重点阐述了镍基高温合金粉末钛基合金粉末和喷涂合金粉末的制备关键和研究热点,分析了热等静压、喷射成形、注射成形和快速成形工艺的特点和发展状况。最后指出了粉末冶金技术在航空发动机中的应用潜力和研究方向。     

基于热力学计算对GH4169合金的成分设计

利用Thermo-calc热力学计算软件和相应的镍基高温合金数据库,预测了GH4169合金在凝固过程中合金元素在液相中再分配的规律,结果表明,Nb元素在凝固过程中偏析最为严重,Mo,Cr等元素也存在一定程度的偏析。综合分析了主要合金元素对GH4169合金的两相区温度差以及平衡析出相的析出规律,尤其是对强化相γ'以及"黑斑"中的主要组成相δ相析出规律的影响。结果表明,合理调整GH4169合金中的主要合金元素的含量后,可以缩短合金两相区温度差,促进强化相γ'相的析出,同时抑制δ相的析出,从而得到偏析少、性能稳定的GH4169合金。     

K4169合金整体导向环精铸技术及热处理工艺研究

介绍了K4169合金整体导向环铸件的研制过程与方法。研究获得了整体导向环铸件陶瓷型芯、蜡模和型壳制备、真空熔炼浇注工艺。针对K4169铸造高温合金偏析严重的特点，研究出了一种新的低成本的热处理制度：1150℃／4h，AC＋1095℃／2h，AC＋955℃／1h，AC＋720℃／8h，以56℃／h冷却到620℃／8h，AC。采用该热处理制度处理的K4169合金，力学性能优于采用航标规定的热处理制度处理的。重点分析了K4169合金铸件组织偏析产生的原因，并提出了解决措施。所研制的整体导向环铸件，其冶金质量、化学成分和力学性能满足铸件技术条件的规定。     

一种低偏析低密度镍基合金的性能研究

测试了一种低偏析合金的性能。与Ｋ３合金相比，该合金具有较高的初熔温度、优异的抗冷热疲劳性能和超高温瞬时性能，表现出很好的组织和性能的稳定性及抗氧化、抗热腐蚀性能，而且密度低，是一种性能优良的低偏析低密度导向叶片材料。     

电子束粉床熔融制备镍基高温合金构件的研究进展

镍基高温合金是涡轮发动机和燃气轮机中的重要结构材料,然而其制件传统加工过程复杂、成本高昂且原材料利用率不高。电子束粉末床熔融（electron beam powder bed fusion,EBPBF）技术能够实现复杂结构制件近净成形,是一种高温合金成形的新方案。EBPBF技术实现了以Inconel 718、Inconel 625为代表的高温合金材料构件的成形,并且发展至能够成形无裂纹的高比例γ′相难焊镍基高温合金,甚至直接制备单晶体镍基高温合金构件,材料的性能达到了传统铸锻件的水平。本文回顾近年来以EBPBF镍基高温合金作为研究对象的相关文献,从工艺过程、组织调控、力学性能等角度对EBPBF制备镍基高温合金构件研究现状进行分析总结,并对未来的研究工作提出了展望。     

等离子旋转电极法制取镍基高温合金粉末工世的研究

对高温合金粉末PREP法制粉工艺的经济性、粉末雾化机制、主要的工艺参数及粉末的质量都进行了分析研究，并在此基础上提出了我国PREP法制取高温合金粉末工艺的发展方向。目前在工业生产中形成规模并具有代表性的有两种高温合金粉末生产Xi艺：氮气雾化制粉（AA法）和等离子旋转电极制粉（PREP法），其原理如图1示，这两种工艺分别是美国和俄罗斯两个粉末高温合金研制较先进国家的主要制粉工艺。我国目前高温合金粉末生产和研制主要的是PREP法制粉工艺。本文主要从经济和技术角度对PREP法制粉工艺的某些问题进行研究。PREP法制粉工…     

钴,钨和钛对镍基单晶高温合金铸态组织的影响

采用正交实验方法研究了Co,W和Ti对镍基单晶高温合金铸态组织的影响.结果表明,Ti元素偏析于枝晶间并扩大了合金的凝固温度范围,从而显著影响铸态合金中的共晶数量,随着Ti含量的增加,合金中的共晶数量大幅度增加.Co使合金的初熔温度略有降低.在具有大量共晶的高W合金的铸态组织中出现了富W相.     

固溶温度对含铪高钨K416B镍基高温合金组织的影响

通过对含铪高钨K416B镍基高温合金进行不同温度固溶处理后的组织形貌观察,研究固溶温度对K416B合金组织的影响。结果表明:随着固溶温度的升高,在合金元素的扩散作用下,合金中的二次枝晶尺寸略有增大,使枝晶间的共晶含量逐渐减少,促使合金组织致密化;同时合金中的γ′相发生溶解,使其尺寸减小;在高温固溶处理期间,枝晶间区域的初生条状MC相发生分解形成粒状M_6C碳化物;而共晶处的大尺寸块状M_6C相形态与数量无明显变化;固溶处理使偏聚于枝晶干的元素W向枝晶间扩散,而Hf、Nb、Ti和Cr元素向枝晶干扩散,大幅降低合金各元素的偏析程度。组织研究结果表明,1220℃保温4 h为合金组织状态最佳的固溶热处理工艺。     

Rene′95粉末高温合金原始颗粒边界析出及其形成机理

原始颗粒边界析出是粉末高温合金的重要缺陷之一,本文利用俄歇电子能谱(AES),透射电镜(TEM)和能谱仪(EDAX)分析了原始颗粒边界的偏析状况,主要偏析元素及偏析相。结果表明,在原颗粒边界上有MC,M_23C_6、M_6C及以Z_rO_2为主的氧化物等多种析出,其中Z_rO_2析出是高温扩散后形成的,析出量很大。同时也发现,低温长时间时效会导致氧在碳化物和氧化物与基体的界面偏析。     

低膨胀高温合金的发展与应用

自７０年代初开始研究低膨胀高温合金以来，已取得了很大进展，相继有十几种不同类型的低膨胀高温合金问世，并被广泛地用于航空发动机上，以缩小旋转部件和固定部件之间的间隙。研究表明，合金元素和热加工工艺对组织和性能有重要影响。     

高温合金钎焊前处理技术研究现状

钎焊是高温合金零部件修理的重要工艺。采用科学合理的钎焊前处理技术，特别是清洗技术，是获得高质量钎焊接头的前提和保证。本文针对高温合金钎焊的特点和对零件表面清洁度的要求，综述了高温合金钎焊前处理技术的研究现状，着重介绍了化学清洗、盐浴清洗、氢还原处理、真空清洗、高压水清洗、激光清洗、热离子清洗和机械打磨处理等钎焊前处理技术，展望了高温合金钎焊前处理技术的研究方向。     

K25铬基铸造高温合金的研制和应用

本文通过合理强化和工艺途径,解决了铬基合金室温塑性低的技术关键,研制成功高塑性铬基铸造合金K25和某发动机合金加力点火分流器精铸件。K25合金加力点火分流器在发动机上经422小时长期试车考核,零件无变化,可继续使用,并已投入批量生产。该合金的研制成功填补了国内高熔点铬基铸造高温合金空白。