【摘 要】
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针对超瞬态凝固增材制造梯度整体涡轮叶盘用高温合金粉末特性开展研究.根据合金的承温能力和JMatPro相平衡计算结果,分别选用GH4169和K418合金作为盘体心部和轮盘边缘部位材料,DZ4125合金作为叶片材料.采用真空感应熔炼氩气雾化制粉(VIGA)制备高温合金粉末,机械筛分至53～105μm粒度范围,采用差示扫描量热仪(DSC)、场发射扫描电镜(FESEM)、电子探针(EPMA)、激光粒度仪、动态图像粒度粒形分析仪以及综合粉体性能测试仪对高温合金粉末的相变温度、显微组织、元素偏析行为、粒度、粒形、松装
【机 构】
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北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室,北京100095;南方科技大学机械与能源工程系,广东深圳518055;湖南大学机械与运载工程学院,湖南长沙410082
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针对超瞬态凝固增材制造梯度整体涡轮叶盘用高温合金粉末特性开展研究.根据合金的承温能力和JMatPro相平衡计算结果,分别选用GH4169和K418合金作为盘体心部和轮盘边缘部位材料,DZ4125合金作为叶片材料.采用真空感应熔炼氩气雾化制粉(VIGA)制备高温合金粉末,机械筛分至53～105μm粒度范围,采用差示扫描量热仪(DSC)、场发射扫描电镜(FESEM)、电子探针(EPMA)、激光粒度仪、动态图像粒度粒形分析仪以及综合粉体性能测试仪对高温合金粉末的相变温度、显微组织、元素偏析行为、粒度、粒形、松装密度、振实密度和流动性进行了系统表征.结果表明:K418合金固液温度范围比GH4169合金窄,K418合金的γ\'和MC碳化物的开始析出温度均比GH4169高,过渡区(GH4169+K418)混合成分合金主要强化相的析出温度介于GH4169和K418这2种合金之间.GH4169和K418合金粉末形貌主要为球形和近球形.表面和截面显微组织主要呈树枝晶结构,所含元素中偏析倾向较强的元素有Ti、Nb、Zr和Mo,均富集分布于枝晶间,而偏析倾向弱的元素包括Ni、Cr、Fe和Al.高温合金粉末元素偏析类型与铸造镍基高温合金相近,但粉末组织更为细小均匀.激光衍射和动态图像分析法测得的粉末粒度值接近,GH4169的D50分别为79.1和76.2 μm,K418的D50分别为67.8和65.6μm.动态图像法测得2种合金均具有较好的球形度,GH4169和K418的SPHT均值分别为0.91和0.90.GH4169和K418合金粉末具有相近的松装密度、振实密度和流动性,其松装和振实密度分别达到合金理论密度的50％和60％,压缩度在13.3％～15.5％范围,粉末具有较好的流动性(18.5～20.4s·(50g)-1).
其他文献
自封孔是调控微弧氧化膜层孔结构,改善膜层耐磨性和耐蚀性等性能的重要技术之一.针对物理封孔稳定性差和封孔剂膨胀作用对膜层结构的显著影响,本实验利用氧化石墨烯自身的导电特性,制备具有减摩效应的GO/TiO2微弧氧化自封孔陶瓷膜层,研究了氧化石墨烯浓度对微弧氧化陶瓷膜层孔结构和减摩性能的影响.研究发现,通过添加氧化石墨烯,可以改变电解液电化学平衡过程,从而实现对GO/TiO2陶瓷膜层孔结构的调控.其中,氧化石墨烯浓度为5g/L时制备出自封孔陶瓷膜层(G5),其孔隙率、孔径和平均摩擦系数分别为3.6％、2.5 μ
先采用原位聚合的方法在碳布上生长聚苯胺,然后利用溶剂热法在制备的碳布/聚苯胺(CC/PANI)复合材料上水解钛酸四丁酯,成功制备了 CC/PANI/TiO2复合材料,并通过SEM、XRD、UV,FTIR、XPS等手段对复合材料进行了形貌和结构表征.罗丹明B(RhB)的光催化降解实验结果表明,CC/PANI/TiO2复合材料具有比TiO2更优异的吸附-光催化降解活性.光致发光光谱、瞬态光电流响应和电化学阻抗谱表明,光催化活性提高的原因是由于CC/PANI/TiO2复合材料更有效地促进了电子-空穴对的分离和电
采用光学显微镜、力学性能测试和原位同步辐射高能X射线衍射等方法系统地研究了固溶态Ti-41Nb合金的微观组织与力学行为.结果 表明,Ti-41Nb合金经800℃固溶淬火处理后,其等轴β基体上分布着微量的板条状α“马氏体,呈现典型的双相结构.在拉伸过程中,固溶态Ti-41Nb合金除发生弹性变形外,还发生了β→α”应力诱发马氏体相变.应力诱发马氏体相变在0.0％～3.3％应变范围内较剧烈,在3.3％～4.0％应变范围内相对轻微.在随后的卸载过程中,固溶态Ti-41Nb合金发生了弹性回复,同时伴随着α“→β逆马
针对TC4钛合金仿莲房特征芯体与面板钎焊工艺,采用TiZrCuNi钎料开展了钎焊工艺研究,并分析了主要钎焊工艺参数对钎焊界面组织和夹层结构力学性能的影响.结果 表明:钎焊温度920℃,保温时间90 min时,TC4钛合金仿莲房特征芯体夹层结构钎焊后界面焊合率良好,界面显微组织为均匀针状α组织和界面金属间化合物,夹层结构平压强度均值为15.14 MPa.钎焊保温时间对TC4钛合金仿莲房特征芯体钎焊界面显微组织影响显著,当钎焊保温时间较短(15 min)时,钎料熔化后,液态钎料中Cu和Ni元素与母材反应时间较
利用OM、SEM、TEM等手段研究了固溶处理对Mg-Zn-Gd-Y-Zr合金组织的影响,并对合金的耐腐蚀性能及力学性能进行了测试.结果 表明:固溶处理有效改善铸态合金的组织不均匀性,在460～510℃温度范围固溶处理后,合金的晶粒尺寸随温度升高而逐渐增大,第二相尺寸减小并趋于球形.当固溶温度高于490℃时,有少量Zn2Zr3相析出,且随温度的升高,析出相有增多及粗化趋势.在490℃固溶8h后,合金的组织均匀,耐蚀性相对较好,腐蚀较为均匀,失重腐蚀速率为0.472±0.048 mm/a,抗拉强度、屈服强度及
为克服高锡含量的AgCuZnSn钎料因脆性大而难以加工成形的问题,借鉴药芯焊丝的理念,设计了添加CuSn合金粉粉芯的复合药芯银钎料,研究了粉芯中添加质量分数30％～70％ Cu60Sn40合金粉对药芯银钎料的润湿性、紫铜/Q235钢钎焊接头组织、界面显微硬度及抗拉强度的影响.结果 表明,钎焊过程中芯部CuSn合金粉和外层BAg30CuZnSn原位反应合成高锡含量的AgCuZnSn钎料,获得了成分均匀,结合良好的接头.随着药芯粉芯中合金粉含量的升高,复合药芯银钎料在紫铜板及Q235钢板上的润湿面积不断增大,
采用放电等离子体烧结技术制备了ZnO陶瓷,主要研究了液相(醋酸溶液)的添加对烧结过程的影响.结果表明,通过对初始粉料添加约10％的2 mol/L的醋酸溶液,在等离子体烧结过程中,ZnO陶瓷试样在52℃开始收缩,115℃开始致密化,160℃致密度可达95％以上,200℃即可完成致密化.在250℃烧结5 min后,晶粒尺寸从初始粉体的200nm增长到600nm.X射线衍射结果表明,在液相辅助等离子烧结过程中,ZnO陶瓷中未出现明显杂相,并且晶粒生长表现出沿外施压力垂直的方向取向生长.通过计算发现,液相辅助等离
采用金相、XRD、SEM、拉伸等检测手段探究45°交叉光栅式与往复交叉光栅式2种扫描路径对激光立体成形GH3536合金的影响.结果 表明,2种扫描路径对成形后的GH3536合金显微组织影响不大.基体都是y相,并存在M23C6与M6C 2种类型的碳化物.往复交叉光栅式的热量累积稍高于45°交叉光栅式,导致其孔隙率较大,成形高度较高.2种扫描路径的拉伸性能相近,断裂方式均为韧性断裂.裂纹发生在碳化物处,以沿晶断裂为主.
利用真空感应炉制备了3种W质量分数(1.02％、0.52％和0％)的难变形高温合金U720Li铸件并对其进行了均匀化处理,重点研究了W对均匀化态U720Li合金热变形行为和开裂特征的影响.结果 表明,W含量的减少导致均匀化炉冷态合金在1000℃的变形抗力逐渐降低,当W含量减小至0％时拉伸塑性大幅提高,断裂模式由沿晶断裂转变为沿晶-穿晶混合断裂.随着W含量的降低均匀化炉冷态和空冷态合金晶内的显微硬度均逐渐下降,γ\'尺寸明显增大,体积分数逐渐减小.W对变形抗力和热塑性造成影响的主要原因是,W的减少不仅降
采用真空电弧熔炼法制备了AlCoCrFeNiSix(x=0,0.2,0.5,0.8,1.0)高熵合金,利用75％Na2SO4+25％NaCl(质量分数,下同)热盐涂覆的方法,对比研究了 Si的添加及其含量对等摩尔比AlCoCrFeNi高熵合金在950℃下热腐蚀行为的影响.结果表明:经100 h热腐蚀后,由于发生Al的选择性氧化,合金表层相组成由bcc转变为fcc.适量Si的添加,会促使合金表面快速生成单一Al2O3膜,提高合金的热腐蚀抗力.但随着Si含量的增加,合金表面生成了由Al2O3和富Cr-Fe-C