摘要：本研究在600℃、5×10^(-4)s^(-1)条件下对不同γ′相尺寸的毫米级粗晶新型Ni-Cr-Co基合金进行高温拉伸实验,并结合OM,SEM和TEM研究γ′相尺寸对合金高温变形行为和锯齿流变效应的影响。结果表明,γ′相尺寸对合金力学性能影响显著,随着γ′相尺寸的增加,材料强度呈先提高后降低的趋势,合金的主要变形机制由位错切过γ′相转变为位错绕过γ′相;当γ′相尺寸持续增加时,位错运动受阻难以绕过γ′相,溶质原子钉扎可动位错,当应力增大至一定程度时位错脱钉,反复的钉扎与脱钉即动态应变时效导致合金在变形过程中出现锯齿流变效应,可通过调控γ′相尺寸弱化。当γ′相平均尺寸为57.18 nm时,锯齿流变效应微弱,临界应变最大,力学性能较高,因此γ′相最佳尺寸为57.18 nm。

摘要：本文借助像差校正透射电子显微镜研究了富钴镍基高温合金在高温拉伸变形过程中不同尺度的γ′相对合金变形机制的影响。研究发现,随着γ′相尺寸的增加,基体位错以位错对的方式切割γ′相逐渐转变为以Orowan机制绕过γ′相,并在其周围形成位错环;而不全位错能否切入γ′相主要取决于层错的类型(内禀或外禀),与γ′相的尺寸无关。同时发现,层错之间的交互作用能够促使内禀层错转变为外禀层错并可逐步增加错排片层数量,最终演变为可剪切所有尺寸γ′相的变形孪晶。本文对γ′相尺寸效应的影响以及层错转变为孪晶的过程的研究将有利于对后续合金设计提供理论参考。

摘要：采用熔融复合熔盐净化和循环过热相结合的方法,获得了过冷度达180 K的DZ125高温合金深过冷熔体,分析了DZ125高温合金过冷度对γ′相的影响情况。结合经典形核与生长理论,DZ125高温合金深过冷快速凝固组织中γ′相的尺寸及分布规律亦受熔体过冷度控制。随熔体过冷度提高,快速凝固过程中γ′相形成元素在基体中的固溶度大大提高,进而增大了强化相γ′相析出的驱动力,提高其析出量,促使其细化;而且,快速凝固导致大量晶格缺陷如位错,以及晶界的形成,它们作为γ′相析出的形核点,大大降低其临界形核功,从而有利于其析出。

摘要：传统钴基高温合金的强化机制为固溶强化和碳化物强化,弱于有序γ′相沉淀强化的镍基高温合金的强化效果,日本学者发现了有序γ′相强化的Co-Al-W系新型钴基高温合金,其强化效果明显优于传统钴基高温合金。由于新型钴基高温合金具有较传统镍基高温合金更高的承温能力以及更加优异的高温抗蠕变性能和抗氧化性能,因此被认为是最具潜力的航空发动机热端材料之一,近年来得到迅速发展。基于国内外学者对新型钴基高温合金的研究成果,系统总结多种合金元素(如Ta,Ti,W和Nb等)对新型钴基高温合金组织和性能的影响。在组织方面,总结合金元素对合金相变温度、γ′相的体积分数及形态、γ′相的尺寸、γ/γ′两相晶格错配度和有害相的影响;在性能方面,总结合金元素对合金抗氧化性能、力学性能及抗蠕变性能的影响,以期为新型钴基高温合金的成分设计提供参考。最后对新型钴基高温合金成分的高效率设计进行展望。

摘要：采用相同的粉末冶金工艺与热处理方法设计3种W和Ta含量不同的合金,利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线衍射仪(XRD)等多种研究手段,研究W和Ta元素对新型镍基粉末高温合金显微组织的影响。结果表明:改变W和Ta含量对合金晶粒组织和MC型碳化物的析出没有明显影响;随着合金中Ta含量的减少和W含量的增加,γ/γ′相错配度逐渐减小;随着合金中Ta含量和γ/γ′相错配度的增加,γ′相含量和尺寸均增加,二次γ′相粗化长大和达到分裂的时间缩短,尺寸分布越来越不均匀。

摘要：采用热力学方法分析了Ti、Mo和Cr对低W含量Co-30Ni-4Al-3W合金的析出相类型、γ′相溶解温度和析出量、屈服强度及密度的影响。结果表明,Ti、Mo和Cr均提高了γ′相溶解温度和析出量,其中Ti的作用最为显著;Ti和Cr降低室温密度,Mo对密度的影响较小;Ti增加室温和高温屈服强度,Mo和Cr对屈服强度的影响较小;三种元素适宜的添加量分别为2%~4%、小于2%和5%~7%。根据元素影响规律,设计了一种名义成分为Co-30Ni-4Al-3W-3Ti-7Cr的新型Co基合金,其室温和高温强度比Co-30Ni-4Al-3W合金显著提升。

摘要：设计并制备两种镍基高温合金,通过组织形貌观察和蠕变性能测试,研究了Ru对镍基高温合金组织形貌及高温蠕变性能的影响。结果表明,Ru对铸态合金的一次/二次枝晶间距无明显影响;相较于无Ru合金,含Ru合金在铸态条件下,枝晶间和枝晶干γ'相的形貌差别较小,两区域的立方度均更好,尤其是在枝晶间区域的相形貌更规则;对两种合金进行完全热处理,含Ru合金的γ'相立方度更高,排列更为规则,含Ru合金γ'相的体积分数为68%。在高温条件下对两种合金进行蠕变性能测试,含Ru合金的高温蠕变寿命明显高于无Ru合金。

摘要：据***网11月27日消息,日本国立材料科学研究所(National Institute for Materials Science,NIMS)和名古屋大学(Nagoya University)的研究人员利用人工智能算法设计非等温时效(non-isothermal aging,NIA)处理方案,可提高镍铝合金在高温下的强度。镍铝合金由γ/γ′两相微观结构组成,提高合金的高温强度需要优化热老化过程中合金内形成的γ′相的尺寸和体积分数。