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無錫國勁合金有限公司
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閱讀：498發布時間：2017-8-26
無錫國勁合金有限公司專業供應高溫、高壓、耐蝕合金無縫管、管件產品。公司產品質量穩定，成為核火電廠、石油、化工、汽車等行業供應商。
600H、GH2787合金在不同固溶溫度處理后的組織性能.結果表明,在900、940和980℃固溶處理時,GH 2787合金的晶粒尺寸分別為20、30和40μm.當固溶溫度低于γ’溶解溫度時,GH 2787合金中的γ’相分布均勻,并有少量針狀的η相出現.900℃固溶處理時,GH 2787合金硬度、屈服強度和拉伸強度zui高.GH 2787合金的主要強化方式為γ’相沉淀強化和晶界強化. GH4698鎳基高溫合金在高溫時具有良好的高溫強度、優異的抗氧化和出色的抗腐蝕性能等,是無錫國勁合金有限公司發動機渦輪盤等高溫部件的關鍵材料。無錫國勁合金有限公司發動機在實際服役過程中,極易發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鍵性意義。截至目前,研究GH4698合金高溫低周疲勞性能的報道較少,尤其關于微觀組織對其低周疲勞性能的影響未見報道。研究微觀組織對GH4698合金低周疲勞性能的影響對于該合金實際服役具有重要的指導意義。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。通過熱處理過程中γ′相的溶解與析出規律分析熱處理過程中晶粒長大的原因。利用MTS 810疲勞試驗機在650°C對GH4698合金進行總應變幅控制的低周疲勞實驗,研究微觀組織和應變幅對其低周疲勞性能的影響。通過分析循環應力響應曲線和疲勞滯后回線研究了GH4698合金高溫低周疲勞過程中的循環變形行為。結果表明:合金的峰值應力、疲勞壽命、循環硬化及軟化行為與總應變幅緊密相關。在同一應變幅下,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)的,表明合金A的循環韌性和低周疲勞性能更優。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測模型。考慮晶粒尺寸影響的疲勞壽命模型的預測精度高于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制,對金相組織與γ′相進行了分析。由于晶界和孿晶界釘扎位錯,所以這兩者容易成為疲勞裂紋的萌生位置。在同一應變幅下,合金A中被位錯剪切的γ′相數量低于合金B的,并且合金A的γ′相尺寸小于合金B的,這表明合金A具有更優的疲勞性能。合金低周疲勞微觀組織演化機制如下:隨著總應變幅增加,合金吸收的變形能增加使得晶體內部存儲能量增加,外加位錯密度增加導致γ′相被大量剪切使其減弱對晶界的釘扎作用,這些因素導致合金低周疲勞后晶粒長大。為了研究GH4698合金的低周疲勞斷裂機理,觀察并分析了低周疲勞后的滑移帶、位錯組態和斷口形貌。斷口分析表明合金在低應變幅時以脆性斷裂為主,高應變幅時以韌性斷裂為主。微觀結構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制。隨著總應變幅增加,位錯的密度顯著增加,位錯嚴重剪切γ′相使得γ′相對基體強化作用迅速下降。此外,位錯在晶界或者孿晶界處塞積,產生的應力集中導致其開裂,隨后微裂紋長大并擴展,zui終導致合金疲勞斷裂。GH3039高溫合金的連接應用需求，本文首先采用BNi2中間層對兩種高溫合金進行了過渡液相（TLP）擴散焊研究，分析了工藝參數對接頭界面組織、力學性能和顯微硬度分布的影響。在此基礎上，設計了五種不同成分的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擴散焊過程中，降熔元素Si和B含量對接頭界面組織的影響。zui后對TLP擴散焊接頭界面形成過程及異種材料TLP擴散焊的非對稱性進行了相關研究。使用BNi2中間層TLP擴散連接IC10單晶合金與GH3039高溫合金時，接頭中GH3039高溫合金一側的擴散區（DZ）的析出相為富Cr的硼化物，IC10單晶合金一側DZ區的析出相為硅化物和富Cr、Mo和W的硼化物，同時觀察到接頭等溫凝固區（ISZ）由富Cr的鎳基固溶體構成，還有可能出現Al4Ni15Ta相，共晶區（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。延長保溫時間有助于實現接頭*的等溫凝固，而提高焊接溫度并不一定有助于實現接頭*的等溫凝固，因為提高焊接溫度雖然有利于等溫凝固過程中降熔元素的擴散，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擴散焊中存在擴散的非對稱現象，主要是由溶質元素在兩種母材中的擴散速率不同及中間層與母材不同的冶金反應而導致。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擴散焊后，接頭中EZ區和存在較多析出相的DZ區是導致接頭硬度過渡不均勻的主要區域，在1200℃/2h的工藝參數下，接頭顯微硬度的分布實現均勻過渡，有利于接頭力學性能的提高。設計了五種不同成分的Ni-Cr-Si-B體系粉末中間層對IC10單晶合金與GH3039高溫合金進行TLP擴散焊，研究了降熔元素Si和B對接頭界面組織的影響，結果表明，B元素的降熔效果優于Si元素，含量適中的降熔元素B對形成不含EZ區的TLP擴散焊接頭能起到一定的促進作用，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EZ區化合物的析出。對IC10單晶合金與GH3039高溫合金TLP擴散焊接頭界面形成過程進行了分析，并對試驗中觀察到的現象進行了理論分析。異種材料進行TLP擴散焊時會出現擴散非對稱性，這是由中間層液相擴展和等溫凝固兩個階段造成的。對異種材料TLP擴散焊的非對稱性進行了建模計算，確定了界面向母材偏移量的計算式，結合試驗現象及理論結果，發現B元素在擴散非對稱性中起主導作用。
GH3535合金在700~980℃溫度范圍內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。結果表明GH3535合金在700℃氧化后表面氧化膜無明顯剝落,氧化動力學曲線遵循立方規律,氧化膜厚度4μm左右。870和980℃時氧化物出現剝落,870℃下無內氧化現象發生。GH3535合金在3個溫度下的氧化速率分別為0.064,0.073和0.200 g·(m2·h)-1,根據氧化等級評定,700和870℃時屬于*抗氧化等級;而980℃時GH3535合金轉變為抗氧化等級。GH3535合金700℃時氧化膜主要組成是外層Ni O和Ni Fe2O4等復合氧化物,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,內層Cr2O3厚度增加;980℃時外層Ni O已剝落掉,露出內部Cr2O3等氧化層,并出現了Al2O3內氧化層。GH4169合金因其優異的綜合性能,被廣泛應用在宇宙航天、石油工業及核能等領域,該合金的另一個特點是其組織對熱成形工藝特別敏感；故掌握熱加工過程中GH4169合金工藝參數與組織演變間的關系,并建立合金熱成形過程組織演變的模型,對優化合金的性能及針對不同要求制定合理的工藝規程具有非常重要的應用價值。隨著材料科學及計算機模擬技術的發展,目前涌現出大量描述材料組織演變的數學模型,其中流行的有經驗模型及元胞自動機模型。經驗模型能在一定范圍內保證模擬的精度,并能嵌入有限元軟件進行運算；元胞自動機模型在模擬復雜系統演變方面有著*的*性,故近來受到了越來越多學者的重視；但對于GH4169合金組織演變模擬領域,目前經驗模型的應用較少,特別是元胞自動機模型的研究更是鮮有報道。由于動態再結晶是GH4169合金熱變形過程中發生的主要演變過程,針對合金的熱變形特性,本文分別使用兩種不同模型對其進行了數值仿真。主要內容如下：(1)通過對GH4169合金試樣進行不同工藝條件下的熱壓縮模擬實驗,得到了該合金的真應力-真應變曲線；并據此建立了GH4169合金的動態再結晶組織演變經驗模型,分析了不同成形工藝參數對合金熱變形行為的影響。(2)對有限元軟件DEFORM-3 D進行二次開發,將求得的GH4169合金動態再結晶模型嵌入到軟件的子程序中,并將材料流動應力模型寫入其中；通過對比分析模擬結果與實驗結果,驗證了GH4169合金動態再結晶模型的正確性及通過計算機進行組織模擬的可靠性。(3)以唯象的動態再結晶理論為基礎,通過Matlab平臺開發了一套關于GH4169合金動態再結晶的元胞自動機程序；并結合DEFORM-3D模擬得到的等效應變率數據,將熱變形過程中不恒定應變速率與元胞自動機程序進行耦合計算,其結果更接近實際情況,提高了模擬的精度。本文通過對DEFORM-3D軟件的開發及元胞自動機程序的編寫,成功地運用計算機仿真技術對GH4169合金的動態再結晶過程進行了模擬,其結果與經典理論分析及熱模擬實驗數據相符合,具有一定的實用價值。
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