【摘 要】
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对超瞬态凝固增材制造梯度整体涡轮叶盘高温合金叶片用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,选用DZ4125作为叶片材料,K418作为叶盘轮缘部位材料.采用真空感应熔炼氩气雾化制粉(VIGA)制备DZ4125高温合金粉末,筛分至53～105 μm粒度范围,采用差示扫描量热分析(DSC)、场发射扫描电镜(FESEM)和能谱(EDS)、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DZ4125高温合金粉末的相变温度、显微组织、析出相成分、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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对超瞬态凝固增材制造梯度整体涡轮叶盘高温合金叶片用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,选用DZ4125作为叶片材料,K418作为叶盘轮缘部位材料.采用真空感应熔炼氩气雾化制粉(VIGA)制备DZ4125高温合金粉末,筛分至53～105 μm粒度范围,采用差示扫描量热分析(DSC)、场发射扫描电镜(FESEM)和能谱(EDS)、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DZ4125高温合金粉末的相变温度、显微组织、析出相成分、元素偏析行为、粒度、粒形、松装密度、振实密度和流动性进行系统表征.结果 表明:DZ4125比K418合金的固液凝固温度范围宽,过渡区DZ4125+K418混合成分合金其液相线温度和MC碳化物开始析出温度介于2种合金之间,γ\'开始析出温度与2种合金相当.DZ4125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Hf、Ta、Ti、Mo和W,而偏析倾向弱的元素包括Ni、Co、 Cr和Al.粉末内部枝晶间区分布有细小的MC碳化物,尺寸约为200 nm.激光衍射和动态图像分析法测得的DZ4125粉末粒度值接近,中位径D50分别为70.2和72.8 μm.动态图像法测得DZ4125合金粉末具有较好的球形度,SPHT(球形度)和b/l(长径比)均值分别为0.91和0.86.所选DZ4125高温合金粉末具有较好的松装密度、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52％和63％,压缩度为17.7％,且粉末具有较好的流动性(20.79 s·(50 g)-1).
其他文献
发展一种耦合宏-细观的数值模拟方法,多尺度研究表面机械研磨处理(SMAT)纯铜的动态晶粒细化行为及残余应力状态.首先建立SMAT宏观有限元模型,计算SMAT细化的晶粒尺寸;然后根据平均晶粒尺寸建立细观多晶体模型,并将SMAT宏观有限元模型计算的滑移阻力导入到晶体塑性本构模型,同时将宏观模型输出的应变场转换成多晶体模型的位移边界条件;最后进行当前材料硬化状态下的晶体塑性有限元计算,进而分析宏观模型中一个材料点处细观组织结构的应力状态和晶粒取向分布.结果 表明,在SMAT过程中,随着多弹丸不定向冲击次数的增加
研究了由H3BO3、K2B4O7和KF(质量比为7∶10∶3)3种组分配制而成的银钎剂的去膜机理.结果 表明:在700℃时,K2B4O7或KF都不能单独去除Q235钢板表面的氧化膜,且KF会加快高温下钢表面的氧化速率;H3BO3能够去除Q235钢表面的氧化膜,然而其反应产物具有明显的非晶结构特征,并且流动性差.此外在700℃时,H3BO3与KF能够发生反应,其反应产物可以去除钢表面氧化膜.KF和K2B4O7之间也能在700℃发生类似的反应,然而其反应产物非常坚硬.因此,在700℃时,H3BO3、K2B4O
基于密度泛函理论(DFT)的投影缀加平面波(PAW)赝势第一性原理,探究了横截面为3×5、3×7、3×9、3X11、3×13和3×15原子层的铁纳米带的弛豫结构和电磁学性质.结果 表明:所有6种尺寸的Fe纳米带的弛豫结构仍具有双重对称性,但3×5和3×7原子层的Fe纳米带的横截面形状从初始的矩形变为近椭圆形,而其他较宽尺寸的Fe纳米带的横截面形状都变为双椭圆形.并且,通过计算发现,3×7原子层的Fe纳米带是一种半金属材料,只有自旋向上或自旋向下的电子通过费米能级,因此可被应用于产生近100％自旋极化载流子
基于变形温度250～400℃和应变速率0.001～1 s-1条件下的铸态AZ80镁合金的热压缩试验数据,建立了基于应力位错关系和动态再结晶动力学的物理基本构模型以及前馈反向传播算法的人工神经网络(ANN)模型来预测AZ80镁合金的热变形行为.采用相关系数(R)、平均绝对相对误差(AARE)、相对误差(RE)3种统计学指标来验证2种模型的预测精度.结果 表明,2种模型均可以准确预测AZ80镁合金的热变形行为.其中,ANN模型预测的应力值与实验数据更为吻合,其R和AARE分别为0.9991和2.02％,而物理
在氢气保护下将MoSi2/Mo涂层加热至1000℃,再迅速冷却至室温进行热震循环,表征了材料在热震循环过程中裂纹的演变过程并评估了MoSi2/Mo涂层的热冲击行为.采用Abaqus软件计算了MoSi2/Mo涂层在热冲击过程中的应力分布,讨论了热震循环中裂纹的发展过程.结果 表明:Mo基体与MoSi2涂层之间存在较高的热冲击应力,这将导致裂纹的萌生和扩展.计算结果显示:在最初的10次热震循环中,涂层产生了垂直于界面的裂纹,在界面上没有出现裂纹,涂层与基体仍结合良好;在随后的热震循环中开始出现界面裂纹,界面裂
采用bottom-up技术之一的模板辅助电化学沉积技术制备纳米材料,在ITO导电玻璃上电化学恒电位沉积制备了一种由纳米线变异为纳米带,进而构成的“纳米花”形貌的热电材料.采用XRD、FESEM、EDS技术手段对纳米花物相、形貌及成分进行了研究,探讨了热电纳米花材料的形成机理,模拟了纳米花形成过程.结果 表明,纳米花是Bi2Te2.7Se0.3热电材料经过2个阶段形成的.首先是纳米线在热处理过程逐渐形成纳米带,然后由纳米带收缩形成纳米花;热处理条件对纳米花的形成起到决定性的作用.
基于第一性原理密度泛函理论,结合广义梯度近似(GGA),对采用虚拟晶格近似(VCA)法建立的NbTaTiZr系体心立方结构模型,进行结构性质、弹性性质、各向异性以及硬度和耐磨性的计算,并结合骨科植入物材料的力学性能指标对计算结果进行了讨论.结果 表明,Nb、Ta元素可以提高材料的延展性和金属键特性.Ti元素含量的增加有利于多组元合金杨氏模量和剪切模量的降低,显著提高合金的塑性,但考虑到泊松比与天然骨的匹配,应该严格控制Ti的含量.Ta、Nb、Zr、Ti对合金各向异性的影响依次增强.NbTa1.4TiZr合
采用定向凝固方法制备不同温度梯度下的高锌Al-Zn-Mg-Cu合金,表征了该合金的一次枝晶臂间距λ1、二次枝晶臂间距λ2以及其维氏硬度.在此基础上,采用线性回归和曲线拟合分析方法建立了温度梯度、枝晶间距和显微硬度之间的关系,结果与枝晶生长理论模型吻合,并获得了高锌Al-Zn-Mg-Cu合金的凝固特征参数,同时分析了温度梯度对显微硬度的影响机制.研究结果对高锌Al-Zn-Mg-Cu合金制备工艺优化有指导作用.“,”The Al-Zn-Mg-Cu alloy with high Zn content was
通过热力学计算和实验验证优化了W、Mo、Co、Cr、Al、Ta等元素在单晶高温合金中的含量,设计了Re含量为5wt％的新型单晶高温合金WZ30,并与典型二代、三代单晶高温合金进行了比较.结果 表明,WZ30经热处理后获得均匀的γ\'相显微组织,在760、980和1100℃下WZ30的屈服强度分别为938、639和436 MPa,温度高于1000℃时拉伸性能优于二代单晶高温合金.在980℃,250 MPa和1100℃,137MPa实验条件下,WZ30的持久寿命分别为642和254 h,持久寿命明显优于二
采用活性液体锡钎料阳极键合(ALTSAB)技术,选用SnAg3.5Ti2钎料,实现了可伐合金4J29与浮法玻璃的有效连接.研究了电压、温度对界面微观结构和剪切强度的影响,并探究了连接形成的机制.结果 表明:随着电压和温度的升高,玻璃与钎料界面平直无显著变化,界面形成新的化学键≡Si-O-Ti和≡Si-O-Sn,发生氧化反应生成TiO、SnO;钎料与合金侧有反应溶解现象,可伐合金侧生成了FeSn2相,钎料中分布着一些细长棒状和针状的Ni3Sn4相,分析认为:钠离子耗尽层的产生以及Ti2+、Sn2+向玻璃基体