無(wú)錫國(guó)勁合金有限公司專(zhuān)業(yè)供應(yīng)高溫、高壓、耐蝕合金無(wú)縫管、管件產(chǎn)品。公司產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，成為核火電廠、石油、化工、汽車(chē)等行業(yè)供應(yīng)商。
600H、GH2787合金在不同固溶溫度處理后的組織性能.結(jié)果表明,在900、940和980℃固溶處理時(shí),GH 2787合金的晶粒尺寸分別為20、30和40μm.當(dāng)固溶溫度低于γ’溶解溫度時(shí),GH 2787合金中的γ’相分布均勻,并有少量針狀的η相出現(xiàn).900℃固溶處理時(shí),GH 2787合金硬度、屈服強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度zui高.GH 2787合金的主要強(qiáng)化方式為γ’相沉淀強(qiáng)化和晶界強(qiáng)化. GH4698鎳基高溫合金在高溫時(shí)具有良好的高溫強(qiáng)度、優(yōu)異的抗氧化和出色的抗腐蝕性能等,是無(wú)錫國(guó)勁合金有限公司發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤(pán)等高溫部件的關(guān)鍵材料。無(wú)錫國(guó)勁合金有限公司發(fā)動(dòng)機(jī)在實(shí)際服役過(guò)程中,極易發(fā)生高溫低周疲勞損傷。因此,研究其高溫低周疲勞性能具有關(guān)鍵性意義。截至目前,研究GH4698合金高溫低周疲勞性能的報(bào)道較少,尤其關(guān)于微觀組織對(duì)其低周疲勞性能的影響未見(jiàn)報(bào)道。研究微觀組織對(duì)GH4698合金低周疲勞性能的影響對(duì)于該合金實(shí)際服役具有重要的指導(dǎo)意義。本文采取兩種熱處理制度,制度1為1050°C/8h,空冷+1000°C/4h,空冷+775°C/16h,空冷+700°C/16h,空冷;制度2為1100°C/8h,空冷+1000°C/4h,空冷+775°C/16h,空冷+700°C/16h,空冷。通過(guò)熱處理過(guò)程中γ′相的溶解與析出規(guī)律分析熱處理過(guò)程中晶粒長(zhǎng)大的原因。利用MTS 810疲勞試驗(yàn)機(jī)在650°C對(duì)GH4698合金進(jìn)行總應(yīng)變幅控制的低周疲勞實(shí)驗(yàn),研究微觀組織和應(yīng)變幅對(duì)其低周疲勞性能的影響。通過(guò)分析循環(huán)應(yīng)力響應(yīng)曲線和疲勞滯后回線研究了GH4698合金高溫低周疲勞過(guò)程中的循環(huán)變形行為。結(jié)果表明:合金的峰值應(yīng)力、疲勞壽命、循環(huán)硬化及軟化行為與總應(yīng)變幅緊密相關(guān)。在同一應(yīng)變幅下,熱處理制度1處理的合金(記為合金A)吸收的不可逆變形功及疲勞壽命高于熱處理制度2(記為合金B(yǎng))的,表明合金A的循環(huán)韌性和低周疲勞性能更優(yōu)。本文考慮疲勞極限和晶粒尺寸,建立了一種新型的疲勞壽命預(yù)測(cè)模型。考慮晶粒尺寸影響的疲勞壽命模型的預(yù)測(cè)精度高于Ostergren能量法壽命模型和Manson-Coffin壽命模型,具有普遍的適用性。為了研究低周疲勞后GH4698合金微觀組織的演化機(jī)制,對(duì)金相組織與γ′相進(jìn)行了分析。由于晶界和孿晶界釘扎位錯(cuò),所以這兩者容易成為疲勞裂紋的萌生位置。在同一應(yīng)變幅下,合金A中被位錯(cuò)剪切的γ′相數(shù)量低于合金B(yǎng)的,并且合金A的γ′相尺寸小于合金B(yǎng)的,這表明合金A具有更優(yōu)的疲勞性能。合金低周疲勞微觀組織演化機(jī)制如下:隨著總應(yīng)變幅增加,合金吸收的變形能增加使得晶體內(nèi)部存儲(chǔ)能量增加,外加位錯(cuò)密度增加導(dǎo)致γ′相被大量剪切使其減弱對(duì)晶界的釘扎作用,這些因素導(dǎo)致合金低周疲勞后晶粒長(zhǎng)大。為了研究GH4698合金的低周疲勞斷裂機(jī)理,觀察并分析了低周疲勞后的滑移帶、位錯(cuò)組態(tài)和斷口形貌。斷口分析表明合金在低應(yīng)變幅時(shí)以脆性斷裂為主,高應(yīng)變幅時(shí)以韌性斷裂為主。微觀結(jié)構(gòu)分析表明合金低周疲勞變形存在平面變形和非平面變形兩種機(jī)制。隨著總應(yīng)變幅增加,位錯(cuò)的密度顯著增加,位錯(cuò)嚴(yán)重剪切γ′相使得γ′相對(duì)基體強(qiáng)化作用迅速下降。此外,位錯(cuò)在晶界或者孿晶界處塞積,產(chǎn)生的應(yīng)力集中導(dǎo)致其開(kāi)裂,隨后微裂紋長(zhǎng)大并擴(kuò)展,zui終導(dǎo)致合金疲勞斷裂。GH3039高溫合金的連接應(yīng)用需求，本文首先采用BNi2中間層對(duì)兩種高溫合金進(jìn)行了過(guò)渡液相（TLP）擴(kuò)散焊研究，分析了工藝參數(shù)對(duì)接頭界面組織、力學(xué)性能和顯微硬度分布的影響。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了五種不同成分的Ni-Cr-Si-B體系粉末中間層，研究了IC10單晶合金與GH3039高溫合金TLP擴(kuò)散焊過(guò)程中，降熔元素Si和B含量對(duì)接頭界面組織的影響。zui后對(duì)TLP擴(kuò)散焊接頭界面形成過(guò)程及異種材料TLP擴(kuò)散焊的非對(duì)稱性進(jìn)行了相關(guān)研究。使用BNi2中間層TLP擴(kuò)散連接IC10單晶合金與GH3039高溫合金時(shí)，接頭中GH3039高溫合金一側(cè)的擴(kuò)散區(qū)（DZ）的析出相為富Cr的硼化物，IC10單晶合金一側(cè)DZ區(qū)的析出相為硅化物和富Cr、Mo和W的硼化物，同時(shí)觀察到接頭等溫凝固區(qū)（ISZ）由富Cr的鎳基固溶體構(gòu)成，還有可能出現(xiàn)Al4Ni15Ta相，共晶區(qū)（EZ）由鎳基固溶體、CrB、富Cr和Mo的硼化物及Ti和Ta的碳化物組成。延長(zhǎng)保溫時(shí)間有助于實(shí)現(xiàn)接頭*的等溫凝固，而提高焊接溫度并不一定有助于實(shí)現(xiàn)接頭*的等溫凝固，因?yàn)樘岣吆附訙囟入m然有利于等溫凝固過(guò)程中降熔元素的擴(kuò)散，但是卻降低了等溫凝固的速率。在IC10單晶合金與GH3039高溫合金的TLP擴(kuò)散焊中存在擴(kuò)散的非對(duì)稱現(xiàn)象，主要是由溶質(zhì)元素在兩種母材中的擴(kuò)散速率不同及中間層與母材不同的冶金反應(yīng)而導(dǎo)致。IC10單晶合金和GH3039高溫合金母材的顯微硬度存在較大差異，TLP擴(kuò)散焊后，接頭中EZ區(qū)和存在較多析出相的DZ區(qū)是導(dǎo)致接頭硬度過(guò)渡不均勻的主要區(qū)域，在1200℃/2h的工藝參數(shù)下，接頭顯微硬度的分布實(shí)現(xiàn)均勻過(guò)渡，有利于接頭力學(xué)性能的提高。設(shè)計(jì)了五種不同成分的Ni-Cr-Si-B體系粉末中間層對(duì)IC10單晶合金與GH3039高溫合金進(jìn)行TLP擴(kuò)散焊，研究了降熔元素Si和B對(duì)接頭界面組織的影響，結(jié)果表明，B元素的降熔效果優(yōu)于Si元素，含量適中的降熔元素B對(duì)形成不含EZ區(qū)的TLP擴(kuò)散焊接頭能起到一定的促進(jìn)作用，含量太多或太少均不好；中間層Si含量的減少有助于減少接頭內(nèi)EZ區(qū)化合物的析出。對(duì)IC10單晶合金與GH3039高溫合金TLP擴(kuò)散焊接頭界面形成過(guò)程進(jìn)行了分析，并對(duì)試驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行了理論分析。異種材料進(jìn)行TLP擴(kuò)散焊時(shí)會(huì)出現(xiàn)擴(kuò)散非對(duì)稱性，這是由中間層液相擴(kuò)展和等溫凝固兩個(gè)階段造成的。對(duì)異種材料TLP擴(kuò)散焊的非對(duì)稱性進(jìn)行了建模計(jì)算，確定了界面向母材偏移量的計(jì)算式，結(jié)合試驗(yàn)現(xiàn)象及理論結(jié)果，發(fā)現(xiàn)B元素在擴(kuò)散非對(duì)稱性中起主導(dǎo)作用。
GH3535合金在700~980℃溫度范圍內(nèi)空氣中的恒溫氧化行為。利用掃描電鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)和電子探針(EPMA)分析了GH3535合金高溫氧化膜表面與截面形貌、表面氧化膜的相組成以及氧化層中元素分布情況。結(jié)果表明GH3535合金在700℃氧化后表面氧化膜無(wú)明顯剝落,氧化動(dòng)力學(xué)曲線遵循立方規(guī)律,氧化膜厚度4μm左右。870和980℃時(shí)氧化物出現(xiàn)剝落,870℃下無(wú)內(nèi)氧化現(xiàn)象發(fā)生。GH3535合金在3個(gè)溫度下的氧化速率分別為0.064,0.073和0.200 g·(m2·h)-1,根據(jù)氧化等級(jí)評(píng)定,700和870℃時(shí)屬于*抗氧化等級(jí);而980℃時(shí)GH3535合金轉(zhuǎn)變?yōu)榭寡趸燃?jí)。GH3535合金700℃時(shí)氧化膜主要組成是外層Ni O和Ni Fe2O4等復(fù)合氧化物,中間層是Cr2O3,Ni Cr2O4,Mo O2和Ni Mn2O4等氧化物;870℃氧化膜分層同700℃一致,但外層Ni O含量降低,內(nèi)層Cr2O3厚度增加;980℃時(shí)外層Ni O已剝落掉,露出內(nèi)部Cr2O3等氧化層,并出現(xiàn)了Al2O3內(nèi)氧化層。GH4169合金因其優(yōu)異的綜合性能,被廣泛應(yīng)用在宇宙航天、石油工業(yè)及核能等領(lǐng)域,該合金的另一個(gè)特點(diǎn)是其組織對(duì)熱成形工藝特別敏感；故掌握熱加工過(guò)程中GH4169合金工藝參數(shù)與組織演變間的關(guān)系,并建立合金熱成形過(guò)程組織演變的模型,對(duì)優(yōu)化合金的性能及針對(duì)不同要求制定合理的工藝規(guī)程具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。隨著材料科學(xué)及計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的發(fā)展,目前涌現(xiàn)出大量描述材料組織演變的數(shù)學(xué)模型,其中流行的有經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ图霸詣?dòng)機(jī)模型。經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ湍茉谝欢ǚ秶鷥?nèi)保證模擬的精度,并能嵌入有限元軟件進(jìn)行運(yùn)算；元胞自動(dòng)機(jī)模型在模擬復(fù)雜系統(tǒng)演變方面有著*的*性,故近來(lái)受到了越來(lái)越多學(xué)者的重視；但對(duì)于GH4169合金組織演變模擬領(lǐng)域,目前經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膽?yīng)用較少,特別是元胞自動(dòng)機(jī)模型的研究更是鮮有報(bào)道。由于動(dòng)態(tài)再結(jié)晶是GH4169合金熱變形過(guò)程中發(fā)生的主要演變過(guò)程,針對(duì)合金的熱變形特性,本文分別使用兩種不同模型對(duì)其進(jìn)行了數(shù)值仿真。主要內(nèi)容如下：(1)通過(guò)對(duì)GH4169合金試樣進(jìn)行不同工藝條件下的熱壓縮模擬實(shí)驗(yàn),得到了該合金的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線；并據(jù)此建立了GH4169合金的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶組織演變經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?分析了不同成形工藝參數(shù)對(duì)合金熱變形行為的影響。(2)對(duì)有限元軟件DEFORM-3 D進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),將求得的GH4169合金動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模型嵌入到軟件的子程序中,并將材料流動(dòng)應(yīng)力模型寫(xiě)入其中；通過(guò)對(duì)比分析模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果,驗(yàn)證了GH4169合金動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模型的正確性及通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行組織模擬的可靠性。(3)以唯象的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶理論為基礎(chǔ),通過(guò)Matlab平臺(tái)開(kāi)發(fā)了一套關(guān)于GH4169合金動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的元胞自動(dòng)機(jī)程序；并結(jié)合DEFORM-3D模擬得到的等效應(yīng)變率數(shù)據(jù),將熱變形過(guò)程中不恒定應(yīng)變速率與元胞自動(dòng)機(jī)程序進(jìn)行耦合計(jì)算,其結(jié)果更接近實(shí)際情況,提高了模擬的精度。本文通過(guò)對(duì)DEFORM-3D軟件的開(kāi)發(fā)及元胞自動(dòng)機(jī)程序的編寫(xiě),成功地運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對(duì)GH4169合金的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶過(guò)程進(jìn)行了模擬,其結(jié)果與經(jīng)典理論分析及熱模擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相符合,具有一定的實(shí)用價(jià)值。
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