分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2016-11-15 合作期刊: 《金属学报》
摘要： 研究了不同氢含量对Zr-4合金显微组织及力学性能的影响。结果表明，随着氢含量从1.35wt.%增加到2.21wt.%，氢化物数量增加，且其形态及分布也发生了显著变化：在1.35wt.%时，主要以晶内针状氢化物析出为主；随着氢含量增加，晶界块状氢化物快速增长；当氢含量进一步增加至2.21wt.%时，晶界块状氢化物开始相互衔接，并逐渐向晶内生长。在氢含量较高的样品表层，有一定厚度的氢化物层形成，且层内出现微裂纹。XRD分析表明，所形成的氢化物为δ-氢化物。显微硬度结果表明，样品心部至表面存在一定的硬度梯度，且随着氢含量的增加，样品的硬度增加，其相应的硬度梯度增大。压缩结果表明，随氢含量增加，样品的屈服强度略有增加，而抗压强度却显著下降，由1.35wt.%下的1176MPa降低到了2.21wt.%下的856MPa。抗压强度的降低与组织中微裂纹有关。压缩后的显微组织观察表明，裂纹主要沿晶界块状氢化物形成并扩展，因此晶界块状氢化物是材料压缩性能下降的主要原因。
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2016-11-15 合作期刊: 《金属学报》
摘要： 本文以服役900 h的DZ125合金叶片为研究对象，通过对叶片服役前后的枝晶干、枝晶间、晶界及碳化物各类组织退化行为的研究，确定了枝晶干γ’相的体积分数作为反映服役温度的可量化表征参量。结合叶片用DZ125合金在900~1100 ℃下的显微组织的演变行为，研究了热暴露温度与枝晶干γ’相体积分数之间的量化对应关系。在此基础上，提出了一种基于显微组织的涡轮叶片服役温度的实验评估方法。同时，分别假设叶片服役温度恒定以及考虑叶片实际服役温度等两种情况，实现了对等效平均服役温度（Tave）及等效最高服役温度（Tmax）的定量评估。评估结果表明：叶片叶身中部服役温度最高，由叶身中部向叶尖和叶根服役温度逐渐降低；同一截面服役温度由高到低依次为：进气边＞叶盆＞排气边＞叶背；服役温度最高的区域为叶身中部截面的进气边，服役时经历的等效最高温度约为1050~1100 ℃。叶片等效平均服役温度及等效最高服役温度的的分布规律一致，但部分部位的等效最高服役温度高于等效平均服役温度，本研究认为叶片的等效最高服役温度的评估结果更为合理。
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2016-11-04 合作期刊: 《金属学报》
摘要： 等离子冷床炉由于其熔炼铸锭的高纯净度而广泛应用于航空航天钛合金的熔炼。我国工业化等离子冷床炉熔炼钛合金尚处于起步阶段，其熔炼参数及其熔炼铸锭的后续热加工工艺急待研究。本研究以工业化等离子冷床炉熔炼的TC1钛合金为研究对象，结合实际生产流程，并借助于中子衍射技术，研究不同轧制工艺对TC1轧制板材显微组织与性能演变的影响，揭示组织结构与力学性能之间的关系。研究结果表明，冷床炉熔炼的铸锭组织为魏氏组织。经过轧制后，α集束发生扭曲和破碎。单向轧制变形α相沿轧向排列较换向轧制更为明显。退火后，板材中变形α相发生等轴化。经过单向轧制和换向轧制后，轧制板材均表现为柱面织构类型，这是板材横向屈服强度均明显高于其轧向屈服强度的主要原因。
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2016-11-04 合作期刊: 《金属学报》
摘要： 本文采用"V"型缺口分别垂直和平行于凝固方向的板状热疲劳试样, 并在缺口位置预制再结晶组织, 研究了在最高温度为1000℃, 最低温度为室温的冷热循环下, 缺口取向和再结晶对定向凝固钴基高温合金热疲劳性能的影响. 结果表明: 缺口取向垂直于凝固方向时, 基体在应力作用下循环氧化开裂; 缺口平行于凝固方向时, 热疲劳性能下降, 裂纹沿枝晶间扩展. 再结晶降低定向凝固钴基高温合金的热疲劳性能, 再结晶晶界氧化开裂, 实验中晶界析出的M23C6型碳化物氧化脱落后形成的孔洞加速了裂纹扩展; 连接枝晶间碳化物的再结晶晶界成为缺口平行于凝固方向时热疲劳裂纹的优先扩展通道。
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