单晶涡轮叶片材料本构模型及应用研究

综述了各向异性单晶叶片强度分析和寿命预测方面的一些研究工作。这些工作包括:建立并验证了弹塑性、蠕变滑移本构模型及蠕变持久寿命预测方法;进行了不同晶体取向DD3单晶在不同温度、不同速率或不同温度、不同应力水平下的拉伸试验、蠕变、疲劳及热疲劳试验;开发了大型单晶结构有限元分析软件SLAPSC和ABAQUS的umat;用双剪切试样和模拟叶片等系列试验对模型和有限元进行考核。作为应用研究,对某发动机单晶涡轮叶片进行了强度分析和寿命预测。      

熔体混合对Al-5％Fe合金组织的影响

为细化Al-5%Fe合金中的初生Al3Fe相,研究了高、低温熔体混合工艺对合金组织的影响。实验结果表明,高低温熔体混合处理工艺能在较大程度上改善Al3Fe相的形貌和尺寸:未经熔体混合工艺处理的合金组织主要为粗大的长针状Al3Fe相,组织分布稀疏且不均,熔体混合处理后,粗大的针状相转变为小针状和颗粒状,组织分布的均匀性和致密性大大提高。研究结果还发现,熔体混合工艺存在一个最佳的高温熔体温度,过高的高温熔体温度反而导致组织粗大。经X衍射物相分析发现,熔体处理前后的物相并没有发生变化,仍为-αAl和Al3Fe相。研究认为,熔体混合细化组织的主要原因一是提高了形核率,二是抑制了Al3Fe相沿择优取向的生长。     

热处理对二次锻造高Nb-TiAl基合金组织的影响

研究了热处理对二次锻造高Nb-TiAl基合金组织的影响。通过对Ti-45Al-9(Nb,W,B,Y)金属间化合物进行不同的热处理,得到不同的显微组织。结果表明,经1310℃/20min+1250℃/2h/AC热处理后,β相被有效地消除,得到细小均匀的双态组织。此后直接加热到α单相区,得到条带状的全片层组织。增加在两相区的停留,得到相对比较均匀细小的全片层组织。将锻造组织先转变为近γ组织再进行全片层组织处理,得到最均匀细小的全片层组织。     

夹杂对粉末高温合金裂纹扩展寿命的影响

采用有限元方法中的奇异单元,研究了当粉末高温合金FGH 95中存在由夹杂引起的裂纹时,夹杂对裂纹应力强度因子的影响;并在此基础上,利用Paris公式,计算了夹杂对裂纹扩展寿命的影响。研究结果表明:当夹杂处于裂纹的不同位置时,对应力强度因子的影响趋势也不同,且硬夹杂的影响趋势与软夹杂相反;存在软夹杂时,将夹杂当作初始裂纹,不考虑夹杂的影响得出的裂纹扩展寿命结果是安全的,而对于硬夹杂得出的结果偏于危险,对于FGH 95粉末高温合金,夹杂相对于基体材料其弹性模量偏小,为软夹杂,因此将夹杂当作初始裂纹计算裂纹扩展寿命时不考虑夹杂的影响,将得到偏于安全的裂纹扩展寿命计算结果。这一结论为简化粉末冶金涡轮盘的寿命分析提供了依据。      

少量Cu对喷射沉积Al-Li合金显微组织与性能的影响

用喷射沉积方法制备了Al-Li合金及其含0.5%Cu的改型合金,进行了挤压和时效处理,测定了不同状态下这两种合金的显微组织和室温拉伸性能。结果表明,喷射沉积状态的Al-3.8Li-1.0Mg-0.4Ge-0.2Zr合金具有等轴细晶组织,析出Al4Li9和δ AlLi相,时效后析出大量δ' AlLi相;添加0.5%Cu使屈服强度提高30～48MPa,拉伸强度提高44MPa,性能提高的原因是Cu的固溶强化和Li在基体固溶度减少导致δ'相含量增加。     

石英陶瓷与低膨胀合金硅凝胶粘接技术

石英陶瓷材料与低膨胀合金的膨胀系数差异很大，在粘接过程中的内应力影响两者的粘接强度和耐久性。     

喷射沉积快速凝固Al－3．8Li－0．8Mg－0．4Cu－0．13Zr合金沉积态组织特征

本文采用新型的喷射沉积快速凝固工０艺制备了Ａｌ－３．８Ｌｉ－０．８Ｍｇ－０．４Ｃｕ－０．１３Ｚｒ合金，对其沉积态组织及合金凝固过程进行了初步分析。半凝固态试验合金雾滴沉积时撞击打碎的枝晶和重溶脱落的枝晶臂可作为新的晶核长大，在沉积体内形成大量的等轴晶组织。与铸锭冶金相比，其组织细小、均匀，晶粒尺寸一般在５～２０μｍ范围内，反映了材料快速凝固的特征。沉积体内部基本上避免了较大的缩孔，减弱了粉末冶金材料的原始颗粒界面的问题，但在基体上仍然分布着一定数量、形状各异的孔隙。沉积体的致密度为（９４±３）％。     

喷射沉积过程中显微组织的形成机制

通过对沉积还纵剖面的组织分析，发现沉积坯在进缘、上下表面及中心部位的显微组织明显不同。边缘及上下表面区试样的退火试验研究表明，细小的枝晶碎块在高温退火过程中发生凝共和粗化，并导致近球状晶粒组织的形成。试验确定其生长服从：D2-D02=6.37×1020e(-70036.1/T)·τ，晶界迁移激活能Qg=582KJ／mol。并依赖于两种机制：（1）在喷射沉积过程中无强烈变形枝晶的均匀化；（2）变形及断裂枝晶的生长和粗化。     

热等静压复合成形双合金整体涡轮的研究与应用

主要概述了作为发动机整体涡轮制造技术发展方向的双合金整体涡轮的研制、发展及应用情况，介绍了粉－固、固－固等几种典型的制造双合金整体涡轮的热等静压复合连接工艺以及达到的研究水平     

Ti3Al—Nb基合金的焊接性研究进展

介绍了Ti3Al-Nb基金属间化合物合金焊接性的研究状况，重点评述了其物理和焊接冶金特点、主要焊接工艺下的焊接性和焊后热处理对接头显微组织和力学性能的影响，指出了需深入研究的问题。