摘要：采用第一原理分子轨道离散变分Xα法,研究在镍基合金中加Ir合金化的作用,以及在镍基合金中存在B,C,N,H,O,P或S时对γ相和γ’相界面结合强度的影响.证明Ir合金化后,使γ相和γ’相的晶格错配度向负值变化,提高键重叠集居数和总键序.在镍基合金中存在的S,P,H,O,N,B或 C,对γ-Ni/γ＇-Ni2Al相界面结合力有明显影响,其中C,B和N显著增强两相的界面,相反S和P则减弱相界的结合.

摘要：研究了镍基合金825在550℃/25MPa、600℃/25MPa和650℃/25MPa超临界水(SCW)中的应力腐蚀开裂敏感性,以及在超临界650℃/25MPa、次临界290℃/15.2MPa水中的均匀腐蚀性能。通过慢应变速率拉伸实验得到了相应的应力-应变曲线,结果表明,随温度的升高,825的机械强度和塑性逐渐下降;实验后试样的SEM图像表明,825在3种工况下的应力腐蚀开裂倾向大小关系为600℃>550℃>650℃。825在SCW条件下的腐蚀实验表明,其腐蚀增重大致符合幂函数生长规律;而其在次临界条件下的腐蚀增重变化却呈现出先减后增的特征。

摘要：针对发动机结构材料承受高频循环载荷的特点,应用超声疲劳试验技术开展了镍基合金材料的疲劳裂纹扩展试验研究。考虑高频载荷下疲劳裂纹扩展过程中的温升效应,测试了超声疲劳裂纹扩展过程中的温度变化,基于温度变化对材料弹性模量的影响和热膨胀效应,数值计算了疲劳裂纹扩展应力强度因子。研究了温度变化对超声疲劳裂纹扩展的影响机制,并在现有模型基础上,建立了考虑温度影响的超声疲劳裂纹扩展模型,完善疲劳裂纹扩展寿命预测方法。

摘要：以Inconel625合金作为参照对象,基于界面调控的合金设计思路,采用热力学软件设计出一种低合金化低层错能的镍基变形高温合金。通过表面机械碾压处理(SMGT)技术,研究层错能对镍基合金梯度结构的演化机制和晶粒细化机制的影响规律。结果表明,经SMGT处理在Inconel 625合金、M1和M2合金表层中分别制备出了450、300和250μm厚的梯度结构层。此外,不同合金梯度组织的演化机制也不同,在Inconel 625合金中,随着应变的逐渐增加,其微观结构细化机制逐步从位错分割机制转变为剪切带和孪晶分割机制;而在M合金中,以形变孪晶分割机制为主。因此,基于设计理念及对应的组织演变机制,可为低层错能镍基变形高温合金的成分设计提供一定的参考。

摘要：镍基合金及其焊接材料因具有优异的耐蚀性和高温力学性能,成为核电站关键设备中的关键材料,其焊接质量关系到核电站的安全运行。失塑裂纹(ductility-dip crack,DDC)是镍基合金中常见的一种微观缺陷,常常出现在多层多道焊中,因其尺寸小(长100μm左右)、难检测,成为核电站运行安全的潜在威胁。本文简要地回顾了核级镍基合金及其焊接材料的发展历程,从镍基600系列合金发展到690系列合金,解决了焊接接头晶间腐蚀裂纹问题,但对之引起的焊接DDC问题,从成分设计角度,开发了以Inconel 52、Inconel 52M和Inconel 52MSS为代表的焊接材料,焊接接头的DDC敏感性逐步降低,但此问题至今并未完全解决。介绍了DDC的微观特征及其敏感性评价方法,总结了目前比较认可的DDC开裂机制,从成分和微观组织角度分析了其影响因素,最后进行了展望。

摘要：单晶镍基合金具有优异的耐高温、高强、高韧等性能,这些力学性能受制造过程引入的次级取向和冷却孔的影响.已有研究大多关注单孔薄板的变形机理和力学性能,而工程中应用的往往是多孔薄板,当前亟需阐明多孔的塑性滑移带变形机理、次级取向效应以及冷却孔引起的应变梯度效应.文章采用基于位错机制的非局部晶体塑性本构模型对含冷却孔镍基单晶薄板的单拉变形进行了数值模拟.此模型基于塑性滑移梯度与几何必需位错的关系引入了位错流动项,因此可有效刻画非均匀变形过程中的应变梯度效应.为了全面揭示含孔镍基薄板的次级取向效应,系统研究了[100]和[110]取向(两种次级取向)下镍基薄板的单拉变形行为,并重点探究了在两种次级取向下冷却孔数量对薄板塑性行为的影响.此外,还分析了镍基合金板变形过程中各个滑移系上分切应力变化、主导滑移系开动以及几何必需位错密度的演化过程,并讨论了塑性滑移量及其分布特征对不同次级取向镍基合金板强度的影响.研究表明,单孔和多孔的[110]薄板抗拉强度均低于[100]薄板,多孔薄板的塑性变形过程比单孔薄板更为复杂且受次级取向影响更大,并且发生滑移梯度位置主要位于冷却孔附近以及塑性滑移带区域.研究结果可为工程中镍基合金的设计和服役提供理论指导.

摘要：采用FEM方法,对高温镍基合金GH625管材的平模和锥模两种不同挤压工艺进行模拟,分析了应力和应变分布特点。在挤出管材的壁厚方向上取5个点追踪应力、应变、应变速率和金属流动速率的变化规律,通过应变变化规律分析管材壁厚方向上的分层缺陷,对比平模和锥模两种不同模型设计对挤压载荷的影响。结果表明,锥模有利于降低挤压力和减小挤压过程中壁厚方向上的金属流速差。采用60 MN卧式挤压机进行平模和锥模两种不同挤压模设计的实际挤压生产试验,验证了模拟分析结果的正确性,锥模可以解决GH625管材壁厚方向上的分层。

摘要：目的探明CO_(2)和H_(2)S对镍基合金028钝化膜性能和点蚀敏感性的影响。方法采用循环动电位极化(CPP)、电化学阻抗谱(EIS)、莫特-肖特基(M-S)等测试方法,研究Cl-环境、CO_(2)-Cl-环境和H_(2)S-Cl-环境中镍基合金028的钝化膜性能。通过制备一维人工凹坑电极模拟点蚀坑的稳态生长,采用向负向电位扫描法,研究镍基合金028在局部点蚀环境中的金属溶解动力学,明确CO_(2)和H_(2)S对点蚀生长动力学的影响。结果CO_(2)和H_(2)S都会使镍基合金028钝化膜性能变差,而H_(2)S的影响更为显著,具体表现为:在H_(2)S-Cl-环境中具有更高的钝化电流密度jp、更低的点蚀电位Eb和再钝化电位Erp。H_(2)S-Cl-环境中的钝化膜电阻Rf、电荷转移电阻Rt和钝化膜厚度均低于CO_(2)-Cl-环境中的,此外,钝化膜在H_(2)S-Cl-环境中具有更高的点缺陷密度。在最大点蚀坑溶解电流密度jdiss,max相同的条件下,H_(2)S-Cl-环境中点蚀稳态生长所需的驱动力Emax明显低于CO_(2)-Cl-环境中的;在相同Emax下,H_(2)S-Cl-环境中的jdiss,max高于CO_(2)-Cl-环境中的。结论CO_(2)和H_(2)S通过增加钝化膜溶解速率、降低钝化膜电阻和增加点缺陷密度,不同程度地增加了镍基合金028的点蚀敏感性,而H_(2)S更容易造成钝化膜损伤。在点蚀稳态生长阶段,镍基合金028点蚀的稳态生长遵循塔菲尔规律,相比于CO_(2),H_(2)S更容易促进点蚀从亚稳态向稳态发展,并且在H_(2)S环境中具有更高的点蚀生长稳定性。

摘要：本文研究了用直流磁控溅射技术在 75～ 15 0 μm的镍基合金微粒表面包覆 10 μm左右的金属铬涂层的方法 ,讨论了工艺的影响和涂层的性能 ,指出利用直流磁控溅射技术可在镍基合金微粒表面获得均匀、完整的厚铬涂层 。

摘要：为了实现块体和圆管的激光熔覆成形,通过实验研究了扫描速度、激光功率和送粉速率对Ni25粉末单熔覆层的高度和宽度的影响规律,建立了熔覆层高度和宽度分别与扫描速度、激光功率和送粉速率之间的对应关系。在此基础上,根据对应关系,选择优化的成形参数(扫描速度6mm/s,激光功率900 W,送分速率0.1rpm),配合搭接率的计算(30%)和成形路径设计,使用多层多道激光熔覆成形技术实现了块体和圆管的成形。使用扫描电子显微镜分析成形件的内部组织结构,结果表明成形件内部组织致密,成分均匀,晶粒尺寸分布在18μm左右范围内。