夹杂物的类型与形态对超高强度钢塑性的影响

利用扫描电镜和能谱分析等检测手段研究了不同冶炼工艺生产的G50钢中夹杂物类型和尺寸分布.研究结果表明:抗拉强度和屈服强度主要受微观组织影响,与夹杂物的类型和形态无关.NbCN与基体间结合力相对硫化物与基体间的结合力大.在塑性断裂过程中,裂纹在夹杂物形成的空穴处扩展存在竞争机制,优先出现在与基体结合力差且形态应力集中的夹杂物处,其次是与基体结合力强同时有应力集中的形态的夹杂物.     

HIP态FGH96合金中人工加入非金属夹杂物的特征

研究了三种人工加入的非金属夹杂物在HIP态P/MFGH96合金中的不同特征。结果表明,三种类型的夹杂物各自表现出了不同的形貌特征和界面结构,并通过显微硬度测定说明了三种不同的界面结构对基体力学性能的影响。     

GH4169铸锭中夹杂物的类型及分布规律

高温合金中夹杂物是影响合金冶金质量和使用性能的主要因素。采用三联冶炼工艺对GH4169合金进行冶炼，并利用配有能谱仪的扫描电镜系统研究了VAR铸锭边缘及顶端区域夹杂物类型与分布的变化情况，为夹杂物的进一步控制提供参考。结果表明，在横向方向上，随试样所在位置远离铸锭边缘，夹杂物的平均尺寸由3.15 μm递减至2.58 μm，其数量密度由2 291 N/mm²（N代表夹杂物个数）降低至1 429 N/mm²；在纵向方向上，随试样所在位置远离铸锭顶端，夹杂物的平均尺寸由3.47 μm递减至2.84 μm，其数量密度由1 453 N/mm²降低至904 N/mm²，而合金中均包含5种类型的夹杂物，其类型与试样所在位置无关。最终，本实验初步判定φ508 mm的GH4169铸锭较为合适的车削量与切头量分别为30~40 mm和110~120 mm。     

300M钢超音速火焰喷涂WC／17Co涂层的疲劳性能

夹杂物尺寸对超高强结构钢的疲劳寿命有明显影响.疲劳断口分析表明,300M超高强钢中的疲劳裂纹源主要由其中的夹杂物所造成.而超音速火焰喷涂WC/17Co处理后300M钢裂纹源全部来自于基体中的夹杂,夹杂组成均为Al2O3.xCaO.ySiO2.分别采用统计极值法和广义Pareto分布对不同质量300M钢中的最大夹杂物进行估计,与实际疲劳断裂的最大夹杂物尺寸进行对比,并对不同质量300M钢的疲劳极限进行估算.HVAF处理使300M钢中次表面的残余压应力增大,对抑制裂纹萌生和扩展有利.试验结果表明,在低载荷下HVAF提高了基体疲劳寿命,而在高载荷下由于压应力作用有限,以及喷砂氧化铝对300M钢表面造成损伤带来负面作用而降低300M钢的疲劳寿命.     

成果简介

1　熔模精密铸造渣孔缺陷的控制本成果通过对熔模精密铸造铸件废品的分析研究,发现铸件的渣孔缺陷主要发生在铸件上法兰的上平面处,其来源主要是一次夹渣和二次夹渣,合金的熔炼不当产生一次夹渣,精炼剂质量差,使熔渣清理不干净,而大量卷入铸件,铸件比较高,金属液的流程长,易产生二次夹渣。本成果严格控制合金熔炼质量,并在浇注系统中设置过滤片,以阻挡熔渣进入型腔,防止一次夹渣的产生。由于熔渣密度比液态金属小,容易上浮,故常常在法兰上平面处出现渣孔。本成果针对这个特点,把蜡模的上法兰制成倒锥形,形成一个集渣冒口,使进入铸件型腔的熔…     

不锈钢精铸整流器排除夹杂的探讨

严格控制整流器夹杂缺陷是提高整流器一次精铸成型合格率的有效途径。精铸合金锭的质量及铸件铸造工艺直接影响铸件冶金质量。严格控制合金锭的纯洁度 ,改进铸造工艺 ,能有效地改善铸件冶金质量 ,防止夹杂缺陷的产生。     

基于夹杂物分布的粉末冶金盘疲劳定寿的概率方法

夹杂物是影响粉末冶金涡轮盘低周疲劳性能的关键因素之一。针对粉末冶金涡轮盘含弥散型夹杂物并由此引起低周疲劳失效这一特点,采用了一种基于夹杂物尺寸分布、夹杂物含量的概率模型来预测其低周疲劳寿命。最后以算例分析了这种模型的特点。     

20kHz下TC17钛合金超高周疲劳性能研究

应用基于压电超声疲劳试验技术开发的20kHz弯曲疲劳试验系统,完成了室温下TC17合金超高周疲劳试验.结果表明:在疲劳循环大于107周次时,试样仍会发生疲劳断裂,疲劳强度随循环次数的增加而下降,并不存在明显的疲劳极限.TC17合金的应力-寿命(S-N)曲线在107~109周次的范围内为连续下降型.光学显微镜发现,TC17合金的疲劳破坏主要起源于试样表面.当存在夹杂物时,疲劳裂纹从距离表面很近的夹杂物处萌生,能谱分析表明夹杂物的成分主要是铝的氧化物.      

夹杂物在FGH95中的损伤力学行为研究

通过损伤力学的研究方法模拟平面拉伸应力作用下夹杂物及周围基体中的应力场分布情况,并通过原位拉伸试验对模拟结果进行验证。结果表明,在夹杂为圆形的情况下,当基体处于弹性状态时,极点处将有一定的拉应力集中,裂纹将从该处萌生;当基体处于弹塑性状态时,应力集中位置将转移到赤道面处,裂纹在该处向基体中扩展。在夹杂为方形的情况下,裂纹在极点处萌生,并在尖角应力集中处向基体中扩展。模拟结果与试验结果的对比说明,在模拟过程中将基体分为弹性和弹塑性两个阶段是可行的。     

SiO2非金属夹杂物对镍基粉末高温合金微观力学行为的影响

通过扫描电镜原位拉伸和原位疲劳实验,动态跟踪观察了SiO2类非金属夹杂物对FGH95合金裂纹萌生和扩展的影响规律.结果表明,在原位拉伸过程中,夹杂物处是裂纹萌生的择优位置,且沿与应力轴垂直或约45°向夹杂内部扩展.当主裂纹扩展到基体中之后,呈锯齿状向基体内扩展,但主裂纹所在平面仍与主应力轴垂直,其尖端变形带内有明显的滑移线出现.在原位疲劳过程中,主裂纹在夹杂物与基体界面处萌生,并在尖角应力集中处沿与主应力轴成45°向基体中扩展,随后沿垂直于主应力轴方向扩展至失稳断裂.夹杂物附近基体中的贫γ′相区,断口在两种加载条件下呈不同的断裂特征.     

型内球化法成形球铁件中微细夹杂物的分析研究

通过对型内球化成形件的细微夹杂物分析，利用扫描电镜、能谱仪等检测手段，研究了夹杂物形态、成分和对球铁件机械性能的影响。     

超大规格300M钢棒超声波探伤及缺陷分析

对Φ450 mm规格的300M钢棒材进行了超声波探伤,采用2.5 MHz软膜探头可以保证探伤的灵敏度并降低噪声水平。通过宏观、显微观察和能谱分析等手段对探伤缺陷进行了分析。结果表明:探伤缺陷处存在氧化铝、氧化镁和氧化钙复合夹杂物,单个夹杂物最大尺寸可达100μm。该缺陷属于熔炼过程中引入的外来夹杂物,对材料性能有不利的影响。     

夹杂物体积分数和平均间距对高Co—Ni超高强度钢断裂韧度的影响

微孔聚集延性断裂模式的高Co-Ni超高强度钢的断裂韧度受显微组织和夹杂物特征控制。影响断裂韧度的夹杂物特征包括夹杂物性质、大小、体积分数、平均间距和夹杂物抗空穴形核能力。在固定显微组织和夹杂物抗空穴形核能力因素的基础上,分析夹杂物体积分数f、夹杂物平均间距X0对临界裂纹尖端张开位移δIc的影响,得出高Co-Ni超高强度钢临界裂纹尖端张开位移与夹杂物体积分数f-1/3和平均间距X0呈线性关系。结果表明,减小夹杂物体积分数、增大夹杂物平均间距有利于高Co-Ni超高强度钢断裂韧度的改善。     

不同冶炼工艺对1Cr18Ni10Ti钢夹杂物的影响

通过试验研究了1Cr18Ni10Ti不锈钢的4种冶炼工艺:真空感应+电渣重熔、真空感应(陶瓷过滤器)、真空感应(陶瓷过滤器)+电渣重熔、真空感应+真空自耗,得到钢锭中夹杂物的种类、大小以及数量的变化.对比试验结果可知,采用真空感应(陶瓷过滤器)冶炼工艺与真空感应+真空自耗之后的钢锭的夹杂物水平相当,D类夹杂物数量最少,大颗粒夹杂物占比也最小.     

夹杂物特征参数对拉伸载荷下超高强度钢裂纹萌生与扩展的影响

采用扫描电镜原位观测的方法,动态跟踪观察拉伸载荷作用下航空发动机轴类超高强度钢MA250中不同形状和尺寸的TiN夹杂导致裂纹萌生与扩展的微观行为,从微观角度分析拉伸载荷作用下夹杂物的几何长轴与外加载荷方向成不同角度时裂纹的萌生方式.同时讨论TiN夹杂中第一条裂纹萌生所需的应力与夹杂物面积的关系.结果表明,夹杂物面积越大,第一条裂纹萌生所需的应力越小.     

稀土镁合金铸件表面微观缺陷形成机理及修复技术

VW63Z稀土镁合金铸件表面微观缺陷经过荧光检测的结果表现为“条状荧光”现象，当该缺陷出现在铸件非加工面时，由于无法经过机械加工去除将直接导致铸件报废。本文探究了铸件表面缺陷的微观组织及其形成机理，结果表明微观缺陷主要成分为稀土氧化物的双层氧化膜，其中部分存在夹杂物；金属液汇流导致表面微观缺陷更易形成。应用激光熔凝技术对铸件表面微观缺陷进行处理，当平顶激光束输出功率为800 W时，重熔层组织呈树枝晶形貌特征，晶粒细小并与基体结合良好，重熔层深度约为915 μm，控制铸件热影响范围的同时基本可以修复铸件表面缺陷，原缺陷位置荧光检测未见条纹状缺陷。     

镍基单晶合金中空穴绕夹杂形核及后续演化的有限元分析

 采用内聚力单元模拟镍基单晶合金中基体与夹杂之间的界面,对镍基单晶合金中空穴绕夹杂形核及扩张的过程进行了初步的分析。夹杂-基体界面的粘结强度不同,空穴的相对体积分数增长速度存在较大差异。粘结强度越小,空穴越容易形核,空穴扩张的速率越大;粘结强度越大,空穴越难于形核,空穴扩张的速率越小。应力三维度是空穴形核及扩张的主要驱动力,应力三维度越高,空穴形核及扩张的速率越大。应力三维度不同时,基体-夹杂界面开裂的初始位置及裂纹扩展的方式不同。在高应力三维度下空穴的演化由低应力三维度时的形状改变为主变为体积膨胀为主。Lode参数对空穴的形核过程及空穴形成后的扩张有着显著的影响。晶体取向对空穴的形核过程有着显著的影响,不同取向时基体-夹杂界面开裂的初始位置及裂纹扩展的方式不同。晶体取向对空穴的扩张有着显著的影响。在考虑镍基单晶合金的晶体取向相关性时,必须同时考虑Schmid系数、弹性模量和开动的滑移系。     

La、Mg在一种难变形镍基高温合金中的分布

本文主要从改善一种难变形镍基高温合金的力学性能出发,研究了La和La+Mg在合金中的分布行为、形成的夹杂物类型和数量以及控制MC碳化物形貌的影响因素。     

浇注温度和细化剂对K4169高温合金微观组织的影响

研究了降低浇注温度或加入细化剂后 ,K4 16 9合金晶粒细化的微观组织、夹杂及缩松等的变化。发现同样加或不加细化剂条件下 ,浇注温度越低 ,一次枝晶主轴长度和二次枝晶臂距越小。而同一浇注温度下 ,化学法细晶试样一次枝晶主轴长度较普通试样的短 ,而二者的二次枝晶臂距无明显差别。晶粒细化后 ,晶粒形态由普通铸造组织中的树枝晶向细晶组织中的粒状晶转变 ,且合金中主要元素的偏析减轻 ,这均有利于提高细晶铸件机械性能。MC型碳化物和Laves相的尺寸、数量和形貌在晶粒细化前后变化不大。铸件中加入微量细化剂不形成夹杂 ,不改变合金相组成。此外 ,加细化剂不仅可使晶粒细化 ,同时铸件中的缩松大大减少     

标准过滤网在镁合金铸造上的应用

前言目前,我国在镁合金铸件生产上大都采用钢丝绒过滤法来消除或减少在熔炼与浇注过程中所产生的氧化夹渣与熔剂夹渣。但由于钢丝绒的粗细均匀度与放置孔隙度不易控制,降低了钢丝绒的滤渣效果。近年来,在镁合金铸件生产中,国外广泛采用了“标准过滤网”过滤