国家高技术研究发展计划(2007AA03A223)
- 作品数：11 被引量：84H指数：7
- 相关作者：陶宇吴凯胡本芙刘国权刘建涛更多>>
- 相关机构：钢铁研究总院北京科技大学更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划武器装备预研基金更多>>
- 相关领域：冶金工程一般工业技术金属学及工艺航空宇航科学技术更多>>
- 航空发动机用新型镍基粉末高温合金涡轮盘双重晶粒尺寸组织的制备被引量：1
- 2011年
- 镍基粉末高温合金涡轮盘进行双重晶粒组织制备时,需综合考虑多种因素对盘件温度场分布和晶粒尺寸的影响,完全通过实验进行研究存在研究周期长和花费大等缺点,而有限元数值模拟可作为一种重要的辅助研究手段。本文对作者自主研发的新型镍基粉末高温合金FGH98Ⅰ涡轮盘双重晶粒组织制备进行了实验与模拟的综合研究。结果表明:固溶温度是控制该合金晶粒长大的关键因素。在高于γ'相固溶温度时,晶粒尺寸随着温度升高而快速长大,据此建立了合金晶粒尺寸与固溶温度、保温时间之间的动力学函数关系式。另外,涡轮盘温度场的有限元模拟表明温度梯度主要取决于保温时间。在结合实验与有限元模拟结果所优化选择的热处理条件下,成功获得了轮缘和轮心晶粒度分别为ASTM 6～7和为ASTM 10～11的FGH98Ⅰ合金双重晶粒组织涡轮盘。
- 吴凯刘国权胡本芙马文斌
- 关键词：镍基粉末高温合金晶粒长大有限元模拟
- FGH98粉末冶金高温合金热变形过程中组织变化被引量：6
- 2011年
- 本文利用光学金相显微镜和扫描电镜观察了粉末冶金高温合金FGH98热等静压态锭坯经近等温锻造后的显微组织,研究了热变形对合金中原始颗粒边界(PPB)、粉末原始枝晶组织及晶粒度的影响。从动态再结晶和动态回复的角度分析了变形量对改善FGH98合金组织的作用,探索通过大变形量改善合金显微组织的途径。研究表明:经过三火锻造累积变形量达到75%的实验锭坯中PPB基本消除,获得γ′相均匀分布、晶粒尺寸为5μm的细晶组织。
- 刘洋陶宇贾建
- 关键词：粉末冶金高温合金等温锻造再结晶细晶组织
- 新型镍基粉末高温合金的热变形行为被引量：7
- 2011年
- 采用Gleeble-1500热模拟试验机对新型镍基粉末高温合金FGH98Ⅰ进行了单向热压缩变形试验,研究了其在变形温度为950～1150℃,应变速率为0.0003～1s-1条件下的热变形行为,建立和对比了不同应变量下的应变速率敏感因子m图和功率耗散效率因子η图,并对热加工图进行了组织验证。结果表明:合金的流变应力随着变形温度的升高和应变速率的降低而降低;不同应变量下的η图与m图相似,随着应变量的增大,峰区的η与m值逐渐升高;当真应变为0.5时,在变形温度为1050℃,应变速率为0.0003s-1条件下,η与m达到峰值,分别为40%和25%,合金发生了动态再结晶,晶粒细化且无内裂纹。该结果为FGH98Ⅰ合金实际热加工工艺的优化提供了理论依据。
- 吴凯刘国权胡本芙李峰张义文陶宇刘建涛
- 关键词：镍基粉末高温合金热变形加工图动态再结晶开裂
- 固溶热处理对新型镍基粉末FGH98 Ⅰ高温合金组织与性能的影响被引量：15
- 2011年
- 对新型镍基粉末高温合金(FGH98Ⅰ)在不同温度下进行固溶热处理,采用热力学相计算、光学显微镜、场发射扫描电镜及化学相分析等研究了亚固溶和过固溶合金的析出相和显微组织,并综合分析了组织与性能的关系。结果表明:FGH98Ⅰ合金经1130℃亚固溶和1190℃过固溶处理后的析出相均为γ'、MC、M23C6和M3B2等,未发现TCP(拓扑密堆)相。FGH98Ⅰ合金亚固溶热处理后晶粒稍有长大,存在尺寸不同的初次、二次和三次γ′相;过固溶热处理合金的晶粒明显长大,存在单模分布的二次γ′相;前者由于晶粒较小使强度更高,后者因减小二次γ′相尺寸和消除初次γ′相,PPB(原始颗粒边界)和残余枝晶,提高了合金的高温塑性和持久性能,说明不同晶粒尺寸和γ′相特征是FGH98Ⅰ盘件获得双性能的关键因素。
- 吴凯刘国权胡本芙张义文陶宇刘建涛
- 关键词：镍基粉末高温合金固溶热处理显微组织析出相
- 镍基粉末高温合金FGH98流变曲线特性及本构方程被引量：8
- 2011年
- 通过对第三代镍基粉末高温合金FGH98进行热模拟压缩实验,得到了不同温度(1050～1110℃)和不同应变速率下(0.01～1s-1)的真应力-真应变曲线。根据其特点分析了该合金的流变应力与温度和应变速率以及应变量的关系。由实验结果得出:该曲线呈典型的热激活特征,合金流变应力对变形温度和应变速率敏感。在此基础上选用Arrhenius方程低应力水平下的简化模型作为其本构关系的经验公式,利用线性回归法确定相关系数并对其误差进行分析,从而得到了该合金的本构方程。
- 刘洋陶宇贾建
- 关键词：粉末冶金高温合金本构方程
- 新型镍基粉末高温合金微量元素的相研究被引量：7
- 2011年
- 对新型第3代粉末高温合金母合金、等离子体旋转电极法生产(PREP)粉末和热等静压态合金中的微量元素Hf,Zr和Ta的存在相进行了研究。结果表明:母合金中微量元素Hf,Zr和Ta主要以一次MC型碳化物存在,呈块状、条状和蝶状分布于枝晶间;原始粉末中碳化物大致可分为两类:一类为富Ti,Ta和Nb,另一类为含有Ta,Hf和Zr,两类碳化物均含有一定量非碳化物形成元素Co和Ni及弱碳化物形成元素Cr和Mo,以块状、粒状分布于枝晶间或胞晶间。另外,热等静压态分析表明,微量元素Hf,Ta和Zr主要以晶内和晶界MC型碳化物存在,说明微量元素Hf,Zr和Ta以MC型碳化物存在并具有一定遗传性的特点。与原始粉末相比,热等静压态γ′相和碳化物中的Ta量比较少。
- 吴凯刘国权胡本芙吴昊张义文陶宇刘建涛
- 关键词：粉末高温合金微量元素热等静压
- 合金元素对新型镍基粉末高温合金的热力学平衡相析出行为的影响被引量：15
- 2009年
- 通过热力学平衡相计算方法,系统研究了某新型镍基粉末高温合金时效温度下合金元素对热力学平衡相析出行为的影响.计算结果表明:René104合金析出的主要平衡相为γ′、MC、M23C6、M3B2和TCP相.Cr和Co含量主要影响TCP相的析出行为及γ′相的析出温度,Cr含量对M23C6和M3B2的析出行为有一定的影响,Cr的建议质量分数为13%;Mo和W含量影响TCP相和M3B2的析出行为.质量比Al/Ti和Nb/Ta影响γ′相的析出行为,建议控制Al/Ti和Nb/Ta比平衡,以使γ′相起到理想的强化效果.C和B含量显著影响碳化物和硼化物的析出量,还可间接抑制TCP相析出;Zr含量对MC和M23C6碳化物的析出有影响;增Co降Cr和调节合金元素含量以获得小的点阵错配度是第3代涡轮盘用粉末冶金高温合金成分优化设计的趋势.
- 吴凯刘国权胡本芙吴昊张义文陶宇刘建涛
- 关键词：粉末冶金高温合金热力学计算平衡相涡轮盘
- 新型镍基粉末高温合金涡轮盘双重组织热处理实验与模拟研究
- 对新型镍基粉末高温合金FGH98Ⅰ涡轮盘双重组织热处理进行了实验与模拟研究。结果表明:晶界γ′相是控制合金晶粒长大的关键因素,在高于γ′相固溶温度时,晶粒尺寸随温度升高而快速长大,并建立了FGH98Ⅰ合金晶粒尺寸与固溶温...
- 吴凯刘国权胡本芙张义文陶宇刘建涛
- 关键词：镍基高温合金晶粒长大有限元模拟
- 文献传递
- 科学获取与生产三维显微组织数据-体视学及其拓展应用
- 材料显微组织与结构的定量表征一直是材料科学与工程领域的核心问题。此类表征早期在材料二维截面上进行和解释,后来借助体视学(曾称定量金相学,体视金相学等)拓展为材料显微组织的3D定量表征,从而获得突破性进展。其后,计算材料学...
- 刘国权康人木吴晋彬王浩吴凯
- 关键词：显微组织金相学体视学计算材料学
- 文献传递
- 新型镍基粉末高温合金的高温变形行为被引量：9
- 2010年
- 采用Gleeble-1500热模拟机对新型第三代镍基粉末高温合金FGH98Ⅰ在不同变形温度（950～1150℃）及不同变形速率（0.0003^1s-1）下高温变形行为进行了研究,绘制了动态RTT曲线,并建立了合金的热变形本构关系。结果表明：合金的流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低,当变形温度≤1100℃、应变速率≥0.0003s-1时,其流变应力随应变量增加呈动态再结晶特征;在应变速率≤0.01s-1的高温变形条件下,其动态再结晶的开始时间与变形温度无线性关系;实验验证了采用考虑应变量的双曲正弦模型能较好地反映合金在热变形过程中流变应力的变化规律。
- 吴凯刘国权胡本芙李峰张义文陶宇刘建涛
- 关键词：镍基粉末高温合金流变应力动态再结晶本构关系
