摘要：采用液态金属冷却(LMC)工艺和成分优化设计,制备出一种高温性能优异的低Re含量第二代柱晶高温合金DZ59,通过扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM)等方法对其组织特征及蠕变断裂进行了表征,研究了合金的蠕变断裂性能.结果表明, DZ59合金的高温蠕变断裂性能超过一代单晶合金,并接近二代单晶合金的水平.发现柱晶高温合金的二次晶界反应(SGRZ)现象,表明SGRZ受温度和应力的控制,由于增加了合金横向晶界的受力界面,在高负荷下可能成为蠕变空洞萌生和扩展的位置.

摘要：本文概述了近年来镍基单晶高温合金的研发进展。在合金研制方面,总结了单晶合金近几年的发展及其成分设计方法。针对单晶合金常见的变形和损伤、失效机制,分别介绍了单晶合金蠕变、疲劳、氧化及热腐蚀机理,以及单晶合金中常见缺陷对力学性能的影响。在单晶叶片制造工艺方面,总结了高速凝固、气冷、液态金属冷却、以及流态床冷却等几种常见定向凝固工艺的研发和应用现状,并介绍了单晶叶片中几种常见缺陷的形成机制和相关控制技术。此外,本文还讨论了单晶高温合金及单晶叶片在应用基础研究领域面临的困难和挑战。

摘要：重型燃气轮机是我国能源发展战略中的关键装备。在高温和热腐蚀环境下工作的透平叶片,是重型燃机的核心热端部件。与航空发动机叶片比较,先进重型燃气轮机透平叶片,在高温热腐蚀环境下长期工作,而且叶片的尺寸较大,因此,对叶片使用的高温合金材料及其制造工艺均提出了特殊的要求。用于燃气轮机叶片的抗热腐蚀高温合金材料,经历了从多晶到定向和单晶的发展历程,其合金在设计中具有高Cr,高Ti,Al比等几个显著区别于航空发动机叶片材料的特征。兼顾高强度、优异抗热腐蚀性能及长期组织和性能稳定性的燃气轮机用铸造高温合金的研发,因此更具挑战。定向凝固是重型燃气轮机用大型定向结晶叶片制造工艺中最为关键的技术之一。介绍了先进定向凝固技术——高温度梯度液态金属冷却定向凝固技术的发展,对比了不同定向凝固工艺对高温合金典型组织及力学性能的影响,并简单介绍了我国近期在大型定向结晶叶片研制方面的进展。

摘要：为了评估镍基单晶高温合金在诸如高超音速飞行器等有限寿命应用中高温弹塑性安定设计的使用情况,在600℃和900℃下进行了短时高应力蠕变试验。结果表明,在900℃/350 MPa(屈服应力的52%)条件下测试的试样产生的蠕变应变比600℃/900 MPa(屈服应力的99%)时更高。由于热激活效应,在900℃/350 MPa下发现γ′相出现筏化。在900℃/350 MPa时,a[110]和a[100]两种超位错都切入了γ′相,而在600℃/900 MPa时,只有a[100]一种超位错切入γ′相。

摘要：研究了截面尺寸和固溶制度对DD33单晶高温合金中显微孔洞的影响。结果表明:随着截面尺寸的增大铸态合金的枝晶间距增大,共晶的含量提高。合金中的铸态微孔存在于共晶附近,其体积分数随着截面尺寸的增大稍有提高。在固溶制度相同的条件下,随着截面尺寸的增大残余共晶的含量和微孔的体积分数增加。当截面尺寸相同时,随着固溶温度的升高微孔体积分数增加。在固溶处理过程中各元素的不平衡扩散产生的Kirkendall效应导致合金内部固溶微孔的产生,不同截面尺寸造成组织偏析程度的不同是截面尺寸影响固溶微孔体积分数的主要原因。根据叶片的组织演化规律,给出了叶片固溶制度的设计方案并进行了实验验证。