首页

金属学报 [ACTA METALLURGICA SINICA]

基本信息

  • ISSN:0412-1961
  • 语种: Chinese;
  • 出版格式: Print;
  • 期刊网址: 点此访问

出版信息

  • 出版时间:1956-
  • 出版者:中国科学院金属研究所
  • 出版格式: Print;
  • 总访问量:1704414次
  • 先进镍基单晶高温合金组织稳定性及力学行为的研究进展

    关键词: 镍基单晶高温合金; 组织稳定性; 力学行为;

    提交时间: 2023-03-19

    摘要:从先进镍基单晶高温合金的微观组织稳定性和力学行为2 个方面, 简要介绍了g'相筏化、TCP相析出、高温和超高温低应力蠕变以及低周和热机械疲劳的主要研究进展. 合金元素Ru的添加提高了合金的高温低应力蠕变寿命, 但也间接促进了拓扑倒置现象的发生. 随时效时间的延长和时效温度的升高, m 相中的难熔元素含量都会明显增加; 随着外加应力的增加, m 相的析出量增加, 压应力则相反. m 相在析出的过程中会形成大量的面缺陷, 这些缺陷会促进其它TCP相如P相和R相的形核. 在高温低应力蠕变的过程中, 镍基单晶高温合金中出现另一种重要的a<010>超位错, 通过滑移和攀移相结合的方式在g'相中缓慢运动. 在超高温蠕变条件下, 开始出现一个蠕变加速的孕育期, 这与g 基体在超高温下不同程度的宽化有关. Ru的添加显著降低了合金的层错能, 在低周疲劳的过程中可引起层错贯穿g /g'界面、a/6<112> Shockley 拖后位错切入g'相等复杂变形机制. 在热机械疲劳的过程中, 裂纹萌生的位置、微观结构的变化以及抗氧化性能都会影响镍基单晶高温合金的寿命.

    点击量 1114 下载量 170 评论 0
  • 合金元素Hf, Sn, Ta, Zr, Dy和Ho对Nb-Nb5Si3合金组织和力学性能的影响

    关键词: Nb5Si3; 合金元素; 组织; 力学性能;

    提交时间: 2023-03-19

    摘要:综合评述了作者几年来先后完成的Hf 含量对Ni-16Si, Hf 和Sn 对Ni-20Ti-5Cr-3Al-18Si, Zr 含量对Ni-22Ti-16Si, Ta含量对Nb-22Ti-16Si-7Cr-3Al 和稀土元素Dy和Ho对Ni-23Ti-10Ta-2Cr-18Si 和Ni-22Ti-16Si-7Cr-3Al-3Ta-2Hf 等合金组织结构和力学性能影响的研究工作. 合金元素Hf, Zr, Sn+Hf, Ta, Dy和Ho加入Nb-Si 二元系或多元系合金, 明显提高其室温和高温屈服强度和塑性以及断裂韧性. 强度的提高与合金元素的固溶强化有关, 塑性、韧性的改善与组织的细化和超过临界尺寸的固溶体(Nb, Ti)ss 颗粒增多等因素有关.

    点击量 844 下载量 121 评论 0
  • 扩散过程控制下的奥氏体连续冷却转变

    关键词: 扩散控制; 奥氏体; 连续冷却; 先共析铁素体; 界面位置;

    提交时间: 2023-03-19

    摘要:建立了扩散过程控制下的奥氏体连续冷却转变模型, 用于描述先共析铁素体界面位置随温度的变化规律. 模型考虑了界面移动过程中可能出现的软碰撞情况以及冷速对界面奥氏体侧C浓度的影响. 运用该模型对不同初始C浓度、奥氏体晶粒尺寸和冷速下的奥氏体连续冷却转变过程进行模拟, 得到不同冷却条件下的先共析铁素体界面位置、界面奥氏体侧的C扩散长度以及C浓度分布随温度的变化规律. 对晶粒尺寸为17 μm的Fe-0.17C合金进行不同冷速下的转变过程模拟,所得结果与文献吻合较好.

    点击量 1182 下载量 124 评论 0
  • W和Re对固溶态镍基单晶高温合金变形和再结晶的影响

    关键词: 镍基单晶高温合金; 再结晶; 位错; 显微硬度; W; Re;

    提交时间: 2023-03-19

    摘要:镍基单晶高温合金固溶处理后, 分别经过Brinell 硬度计压痕和吹砂引入变形, 热处理后观察再结晶, 研究了W和Re 元素对固溶态镍基单晶高温合金变形和再结晶的影响. 结果表明, 加入W和Re 后, 单晶高温合金变形后位错密度增大,位错缠结增多, 再结晶形核时间滞后, 即再结晶孕育期延长, 再结晶深度明显减小. 单晶高温合金经吹砂后, 表面显微硬度明显增加, 加入W和Re后, 变形深度减小, 再结晶晶界迁移速率最大值降低, 且沿着再结晶深度方向, 晶界平均迁移速率的变化与显微硬度变化趋势一致.

    点击量 1401 下载量 152 评论 0
  • 晶体相场法研究Kirkendall效应诱发的相界空洞的形成和演变

    关键词: 二元晶体相场模型; Kirkendall效应; 相界; 空位; Kirkendall空洞;

    提交时间: 2023-03-19

    摘要:采用二元晶体相场模型研究了Kirkendall 效应诱发的相界空洞的形成及扩展过程. 模拟结果表明: 对于取向差角较小的相界, 空洞向原子迁移率高的一侧(a 相) 方向移动, 空洞的形状由最初的平行四边形向六边形演化, 空洞周围原子湮没速率大于产生速率, 从而造成空洞扩大, 空洞扩展过程中伴有相界的移动及相的长大和缩小. 对于取向差角较大的相界, 空洞还会沿相界方向扩展, 使得空洞连通, 将相界割裂开, 割裂后的两侧相界呈现锯齿状. 扩散过程中, 体系的自由能逐渐降低. 对于取向差角较小的相界, 原子迁移率差值增大, 自由能下降无明显差异. 对于取向差角较大的相界,原子迁移率相差越大, 自由能下降速率越快. 随着相界取向差角的增大, 自由能的下降速率逐渐增大. 相界空洞的模拟结果与实验观察一致.

    点击量 1185 下载量 135 评论 0
  • Nb-Ti-Si-Cr基超高温合金表面ZrSi2-NbSi2复合渗层的组织及其抗高温氧化性能

    关键词: Nb-Ti-Si-Cr基超高温合金; ZrSi2-NbSi2复合渗层; 组织形成; 抗氧化性能;

    提交时间: 2023-03-19

    摘要:采用先磁控溅射Zr 膜, 再Si-Y扩散共渗的方法, 在新型Nb-Ti-Si-Cr 基超高温合金表面制备了ZrSi2-NbSi2复合渗层, 分析了渗层的显微组织及形成机制, 并研究了其在1250 ℃的恒温氧化行为. 结果表明, 1150, 1250 和1350 ℃下Si-Y共渗4 h 所制备的渗层具有相似的显微组织, 均主要由ZrSi2外层, (Nb, X)Si2 (X=Ti, Cr, Zr 和Hf)中间层和(Ti, Nb)5Si4内层组成.恒温氧化实验结果表明, 所制备的渗层具有优异的抗高温氧化性能. 氧化时渗层表面形成了由SiO2, TiO2, ZrSiO4和Cr2O3混合组成的致密氧化膜, 能够在1250 ℃空气中保护基体合金至少100 h 不被氧化.

    点击量 1235 下载量 128 评论 0
  • 预先Mn配分处理对Q&P钢中C配分及残余奥氏体的影响

    关键词: Mn配分; C配分; 残余奥氏体; 强塑积;

    提交时间: 2023-03-19

    摘要:以低碳Si-Mn钢为研究对象, 采用双相区保温-淬火(IQ)工艺研究预先Mn配分行为, 并对其配分现象进行表征, 采用淬火-配分(Q&P)及双相区保温-奥氏体化-淬火-配分(I&Q&P)热处理工艺, 探讨了预先Mn配分处理对低碳高强Q&P处理钢中C配分和残余奥氏体及力学性能的影响. 结果表明, 实验钢在双相区保温过程中C, Mn不断向奥氏体内扩散, 淬火处理后C, Mn在马氏体(原双相区奥氏体)内呈现明显的富集现象; 实验钢经I&Q&P工艺处理后, 室温组织中Mn富集现象依然很明显, C在马氏体板条间富集; 随着C配分时间的延长, 实验钢抗拉强度不断减小, 延伸率均呈先增加后降低趋势, 在C配分时间为90 s 时, I&Q&P工艺下钢的强塑积达到23478 MPa·%; I&Q&P工艺中预先Mn配分处理, 使得实验钢在一次淬火时保留更多的奥氏体, 随后C 配分促使更多的C 原子扩散到这些奥氏体中, 从而二次淬火至室温获得更多残余奥氏体.I&Q&P工艺中C, Mn的综合作用稳定的残余奥氏体体积分数比相同条件下Q&P工艺中C配分稳定的残余奥氏体体积分数最大增多2.4%左右.

    点击量 1087 下载量 157 评论 0
  • TC4钛合金搅拌摩擦焊厚度方向的显微组织

    关键词: 搅拌摩擦焊; TC4钛合金; 温度峰值; 显微组织; 抗拉强度;

    提交时间: 2023-03-19

    摘要:采用搅拌摩擦焊(friction stir welding, FSW)实现了2 mm厚TC4 钛合金连接, 结合数值模拟结果研究了温度分布对焊缝沿厚度方向显微组织特征和接头力学性能的影响规律. 结果表明, 当焊接速率为50 mm/min 且转速为300 r/min 时, 靠近焊缝表面的材料温度峰值超过b 相变温度. 随着到焊缝表面距离的增加温度峰值逐渐变小, 靠近焊缝底部的材料未超过b 相变温度. 在温度峰值超过b 相变的焊缝区域, 显微组织是由初生a 相、板条状a 相和剩余转变b 相组成, 且焊缝内部的板条状a 相尺寸大于近表面区域. 焊缝底部受到动态再结晶作用, 呈现尺寸较小的a 和b 双相组织, 且b 相在a 相基体上分布更均匀. 当转速提高到350 r/min 时, 沿焊缝厚度方向上的超过b 相变温度的区域变宽, 板条状a 相所占面积和尺寸增大, 组织中出现板条状a 相丛. 取向不同的板条状a 相散乱分布于组织中, 阻碍裂纹扩展, 利于接头的抗拉强度.

    点击量 1044 下载量 134 评论 0
  • BSTMUF601合金的高温蠕变变形机制

    关键词: BSTMUF601 合金; 蠕变变形; 稳态蠕变速率; 蠕变断裂;

    提交时间: 2023-03-19

    摘要:对BSTMUF601 合金在不同温度和应力条件下进行了拉伸蠕变实验, 获得了该合金的高温蠕变的变形规律, 基于此提出了一种新的修正q 映射法蠕变本构模型, 该模型考虑了蠕变3 阶段的蠕变特点. 模型预测结果与实验结果吻合较好,平均相对误差为1.86%, 相对于没有考虑第2 阶段的θ映射法模型和没有考虑第1 阶段的修正q 映射法模型相对误差分别减少0.10%和6.02%, 表明该模型具有较强的适用性, 且不降低预测精度. 对蠕变和蠕变断裂试样的位错组态和空洞演化进行了显微分析, 结果表明, 稳态蠕变阶段蠕变应力指数都接近5, 合金主要通过位错攀移越过γ′相的方式变形, 并未观察到层错和微孪晶存在于γ′相或基体中, 蠕变变形机制主要是位错攀移. 空洞在晶界上形核, 长大连接形成裂纹, 在应力集中作用下, 裂纹沿晶界扩展, 最终导致断裂, 蠕变断裂机制主要是晶界断裂.

    点击量 1415 下载量 132 评论 0
  • 服役态Cr35Ni45Nb合金高温真空渗碳行为及相演化机理研究

    关键词: Cr35Ni45Nb合金; 真空低压渗碳; 抗渗碳性; 氧化膜; 金属尘化;

    提交时间: 2023-03-19

    摘要:采用乙炔真空渗碳方式对服役6 a 的乙烯裂解炉管合金Cr35Ni45Nb进行了加速渗碳处理, 并利用SEM, XRD及定量电子探针等手段对渗碳前后炉管内壁的渗碳行为及相演化机理进行系统研究. 结果表明, 炉管内表面形成了较厚的Cr2O3/SiO2复合氧化层. 复合氧化层表现出良好的抗腐蚀能力, 是阻止C渗入炉管内部的有效障碍. 材料的抗渗碳能力主要取决于表层Cr2O3的连续性、致密性和亚表层SiO2的稳定性. 在低氧分压且具有还原性的气氛中, 表层的Cr2O3层逐渐碳化为Cr3C2, 并且Cr3C2逐渐剥离和脱落, 使得保护性Cr2O3膜的抗渗碳能力逐渐减弱甚至消失. 亚表层的SiO2虽具有优良的热力学稳定性, 但Si 较低的活度使得SiO2层不够连续, 仍有部分C从氧化层空隙间渗入. 当移除该复合氧化层或者渗碳时间足够长使得复合氧化层抗渗碳能力急剧减弱时, 炉管材料内部由于发生严重的内部渗碳使得组织结构发生了显著变化: 枝晶间碳化物严重合并和粗化, 并原位发生由M23C6到M7C3的转变, 同时在碳化物内部析出类似于离异共析状的蠕虫状g 相. 距表面越近, C活度越高, 导致在约0.5 mm深的范围内发生以大量石墨析出为特征的金属尘化现象. 碳化物的严重合并粗化以及金属尘化现象会造成炉管组织的严重弱化、宏观裂纹的产生以及炉管服役寿命的降低.

    点击量 1060 下载量 125 评论 0
更多>>