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中国科学院金属研究所专利：一种高温完全抗氧化镍基单晶合金及其制备方法
中国科学院金属研究所 专利 镍基 单晶合金
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2023/11/7
本发明涉及完全抗氧化型镍基单晶高温合金及热处理等领域,特别是一种高温完全抗氧化镍基单晶合金及其制备方法。合金成分(重量百分比)：C?0.01～0.08,Cr?8.0～10.0,Al?5.0～6.0,Co?2.5～8.5,Ti?1.0～3.0,Nb?0.2～1.8,W?8.0～11,Ta?2.0～3.5,Ni余。其制备方法包括：在单晶生长炉温度梯度范围40K/cm～80K/cm,浇注温度1480～1...
添加气膜孔对镍基单晶合金DD6蠕变寿命的影响
镍基单晶高温合金DD6 蠕变寿命 位错 应力集中
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2019/11/5
本研究在外加应力为200 MPa、温度为1 000 ℃的条件下,对镍基单晶合金DD6带气膜孔试样(飞秒激光环形扫描与旋切扫描相结合加工而成)和不带气膜孔试样进行了蠕变实验。实验结果显示,带气膜孔试样的蠕变寿命显著短于不带气膜孔试样的蠕变寿命。借助扫描电镜和透射电镜对试样蠕变前、后的微观结构进行观测发现:不带气膜孔试样的变形机理为位错在塑性比较好的基体相内(γ相)均匀滑移;而带气膜孔试样由于变形主要...
高温长期时效对一种镍基单晶合金拉伸和持久性能的影响
镍基单晶 长期时效 拉伸强度 持久性能
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2014/10/13
研究了高温长期时效对一种镍基单晶合金在室温条件下瞬时拉伸强度和在950℃/240MPa条件下持久性能的影响。结果表明：1000℃短期时效100h，合金室温拉伸强度σb与屈服强度σ0.2与时效前相比没有明显变化，时效超过500h后σb和σ0.2开始显著下降，时效超过1000h后，σb和σ0.2随时效时间延长下降幅度减小；短期时效100h和500h样品在950℃/240MPa条件下的持久寿命大幅度降低...
冷却速率、保温时间对DD3单晶合金TLP连接接头组织和性能的影响
单晶高温合金 过渡液相扩散焊 冷却速率 高温持久性能
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2015/3/4
对DD3单晶合金进行1250℃保温不同时间的TLP扩散连接研究.降温过程采取了随炉冷却和充氩快冷两种方式,随后对接头进行了870℃/32h/空冷的时效处理.分析了不同规范下的焊缝及母材的组织,同时测定了接头的980℃持久性能.结果发现:炉冷并时效处理试样的焊缝及母材中的γ'相的尺寸随着保温时间增加而增加,且形状趋于不规则.而充氩冷却并时效处理试样的焊缝及母材中的γ'相的尺寸和形状基本一致,随保温时...
DD6镍基单晶合金气膜孔薄壁平板高温蠕变性能
镍基单晶合金 气膜孔 薄壁平板 晶体塑性理论
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2014/6/9
采用气膜孔薄壁平板试样模拟冷却叶片，并与无气膜孔薄壁平板试样蠕变试验结果进行对比，研究了气膜孔对镍基单晶合金冷却叶片模拟试样高温持久断裂寿命的影响.试验结果表明：在950℃和377MPa条件下，无气膜孔薄壁平板试样的高温持久断裂寿命大约是气膜孔薄壁平板试样的2倍，扫描电镜（SEM）断口分析可以看出蠕变损伤首先发源于气膜孔周围并在气膜孔边缘开始起裂.基于晶体塑性理论建立单晶材料蠕变数值计算模型，将其...
采用率相关晶体滑移有限元程序，考虑单晶材料晶体取向的影响，对镍基单晶合金涡轮叶片榫头裂纹特性进行有限元分析.分别计算了榫头裂纹在各向同性条件以及{001}，{011}，{111}三种不同晶体取向下裂纹尖端的Mises应力分布，并判断了裂纹的扩展趋势.结果表明：镍基单晶合金涡轮叶片在{001}[110]，{011}[110]，{111}[110]取向下的裂纹尖端均存在着明显的应力集中和较大的应力梯度...
研究DD3镍基单晶合金在高温多轴非对称循环载荷下的低周疲劳特性，对比分析试样的应力应变响应和试验参数与疲劳寿命的关系，发现材料的循环硬化、软化特性与温度、加载相位角、应变加载路径有关；低周疲劳试验的轴向应变范围对疲劳破坏的贡献较大，切向应变范围的贡献较小；在轴向非对称循环载荷作用下，不同取向的试样均表现出应力松弛和非弹性应变累积现象，存在应力弱化损伤。引入与疲劳寿命呈指数函数关系的参量 F 表征材...
采用弹塑性应力--应变有限元方法计算了[111]取向镍基单晶合金中γ/γ'两相共格界面的von Mises应力及应变能密度分布, 研究了施加拉应力对γ/γ'两相界面von Mises应力分布及γ'相定向粗化规律的影响. 结果表明: [111]取向镍基单晶合金经热处理后, 组织结构是立方γ'相以共格方式嵌镶在γ基体相中, 沿<100>方向规则排列. 当沿[111]取向施加拉应力蠕变期间, 与近(01...
基于正交设计, 分别在680℃和850℃下进行DD3镍基单晶合金薄壁圆管试样([001]取向)拉/扭非比例加载低周疲劳试验, 研究等效应变范围、应变路径角、拉/扭载荷相位角、循环特性和温度诸因素对镍基单晶合金多轴低周疲劳寿命的影响作用. 疲劳试验数据的极差分析表明, 应变路径角、拉/扭载荷相位角和等效应变范围是影响疲劳寿命的主要因素. 将菱形应变加载路径区分为比例加载段和非比例加载段, 提出了表征...
在680和850℃下对DD3镍基单晶合金进行多轴非比例加载低周疲劳试验, 结果表明等效应变范围Δεe、试验温度、等效应力范围Δσe对单晶合金的低周疲劳寿命有显著影响。基于能量耗散理论, 引入参量k表征多轴非比例加载对疲劳寿命的影响, 构造循环塑性应变能作为损伤参量, 建立镍基单晶合金低周疲劳寿命预测模型。参量k与循环寿命之间呈幂函数关系。根据镍基单晶合金的微观尺度结构特征, 建立γ/γ'双相单胞有...
拉晶速率对Ni3Al基单晶合金IC6SX凝固组织和高温持久性能的影响
Ni3Al 单晶合金 拉晶速率
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2009/7/3
采用螺旋选晶法制备Ni3Al基单晶合金IC6SX试棒, 研究了不同拉晶速率对凝固组织和高温持久性能的影响. 结果表明, Ni3Al基单晶合金IC6SX凝固组织为树枝状, 随着拉晶速率从1.5 mm/min增加到6 mm/min, 一次枝晶间距逐渐减小. 与普通镍基高温合金不同, 位于枝晶干处的次生γ'相尺寸比枝晶间处的大. 随着拉晶速率的增加, 枝晶干和枝晶间处的γ'相尺寸都逐渐减小, 由不规则形...
镍基单晶合金CT试样裂纹尖端应力结构及晶体滑移特性
单晶体 CT试样 裂纹
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2009/2/18
针对3种不同晶体取向（［001］,［011］,［111］）的镍基单晶合金DD3紧凑拉伸（CT）试样，利用考虑有限变形和晶格转动效应的率相关晶体滑移有限元程序对其裂纹尖端三维应力场进行了弹塑性模拟计算分析，深入考察了裂尖等效应力和滑移系分切应力分布以及滑移系激活规律，并对裂纹扩展路径进行了理论预测和试验研究。结果表明，裂纹尖端应力结构有较大的变化，呈现复杂的变化规律，对此试样的晶体取向有较大的影响；...
镍基单晶合金组织演化及对晶格错配度的影响
镍基单晶合金 组织演化 晶格错配度
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2009/2/9
过对不同状态单晶镍基合金进行组织形貌的观察和X-ray衍射分析,研究了组织演化对合金中γ'、γ两相晶格常数和错配度的影响.结果表明:铸态单晶合金不同区域中γ'相的形貌和尺寸有较大的差别,致使γ、γ'两相的晶格常数及错配度较大;将合金高温固溶处理和空冷后,均匀且细小的立方γ'相自γ基体中析出,使合金中γ'、γ两相的晶格常数及错配度减小;经完全热处理后,立方γ'相均匀长大,并保持共格界面,使γ'、γ两...
DD2单晶合金激光表面重熔过程中熔区组织预测
激光表面熔凝 熔池 DD2单晶合金
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2008/9/27
利用晶体生长的最小过冷度判据,对DD2单晶合金激光重熔过程中重熔区组织的生长速度进行了分析.建立了枝晶尖端生长速度与激光束扫描速度和固液界面前进速度的关系.根据此分析对熔池组织进行了预测.并与实验结果进行了比较.发现激光熔池中枝晶组织的生长方向强烈地受基材晶粒取向和激光束扫描方向的影响枝晶生长条件下.择优取向对枝晶生长方向的影响要较热流的影响大.理论预测与实验结果相吻合.
镍基单晶合金CMSX-2高温蠕变后的显微组织及合金元素分布特征
镍 基单晶合金CMSX-2 高温蠕变
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2007/11/9
文章摘要：
对单晶合金CMSX-2在1000℃下分别进行了载荷为95, 120, 165和216 MPa的拉伸蠕变实验. 在SEM下观察了合金试样枝晶干和枝晶间区域中γ’相的形态. 用EDS方法分析了上述枝晶区域中合金元素的分布特点. 对枝晶干和枝晶间区域中γ’形成元素Al, Ti, Ta的原子分数与基体固溶元素Cr, Co, W的原子分数的比值(Cal+CTi+CTa)/(C...