摘要：解决K4951合金的熔焊修复是实现新一代航空发动机机匣研制的关键.针对K4951合金中的难熔元素含量高、可焊性较差的问题,本文根据该合金的成分特点,通过调整母材中的沉淀强化元素和固溶强化元素,设计出7种成分的焊丝,并利用扫描电镜、透射电镜、电子探针和热力学软件等研究手段分析了合金元素对焊接接头的裂纹敏感性和持久性能的影响.结果表明,在母材成分的基础上提高焊丝中B元素含量至0.04%,接头的裂纹敏感性显著增加,焊缝金属加工即断裂;提高Nb元素含量可提升晶界液膜的愈合能力,有效的降低焊缝样品的焊接敏感性,接头的持久寿命由15 h提升至41 h;降低Cr,Mo元素的含量可以在一定程度上提高的合金的裂纹敏感性,使接头的持久寿命提升;提高Al元素的含量,同时调控Nb,Cr,Mo等元素可有效抑制裂纹形成,并提升了焊缝金属的高温服役性能.研究结果可为后续沉淀强化镍基高温合金的焊接性研究提供一定的参考价值.

摘要：基于Ti-6Al-4V合金的团簇式12[Al-Ti_(12)](AlTi_(2))+5[Al-Ti_(14)](V_(2)Ti),通过替换β-[Al-Ti_(14)](V_(2)Ti)团簇式中连接原子的种类和比例,设计了Ti-6.07Al、Ti-6.06Al-1.97V、Ti-6.05Al-5.90V和Ti-7.16Al-1.99V 4种合金。结果表明,Ti-6.07Al、Ti-6.06Al-1.97V和Ti-7.16Al-1.99V合金为α单相组织,而Ti-6.05Al-5.90V合金为α+β两相组织。相比于Ti-6Al-4V合金,Ti-6.05Al-5.90V合金抗拉强度增加了165 MPa,达1053 MPa,延伸率仅降低了2%,为4.5%;Ti-7.16Al-1.99V合金抗拉强度降低了115 MPa,为773 MPa,延伸率提高了162%,达17%。因此,Ti-6.05Al-5.90V可作为高强钛合金候选材料,Ti-7.16Al-1.99V合金可作为高韧钛合金候选材料。

摘要：目的为进一步扩大镁合金的应用范围,以ZM2为基础合金成分,引入Sn元素,设计一种性能优异且经济成本相对低廉的含Sn稀土镁合金。方法采用正交试验设计方法,选取正交表L9,对Mg-Zn-Ce-Zr-Sn合金成分配比进行研究,综合考虑抗拉强度、延伸率、硬度3项指标,得出最优成分配比;对Sn元素的含量进行调控,对比分析合金组织及力学性能,验证当Sn元素的质量分数为0.2%~0.4%时,Mg-4.5Zn-1.2Ce-0.6Zr-xSn合金的组织与性能是否最佳。结果Mg-Ce-Zn-Zr-Sn合金的优选成分如下:Zn的质量分数为4.0%~4.5%、Ce的质量分数为1.2%~1.5%、Sn的质量分数为0.2%~0.4%。优选合金成分为Mg-(4.0~4.5)Zn-(1.2~1.5)Ce-0.6Zr-(0.2~0.4)Sn。极差分析及影响因素主次分析结果表明,新引入的Sn元素对合金的综合力学性能有着重要的影响。组织及力学性能分析结果表明,当Sn的质量分数为0.2%时,Mg-4.5Zn-1.2Ce-0.6Zr-xSn合金具有最为优良的组织及力学性能,抗拉强度、延伸率、布氏硬度分别为212 MPa、4.5%、69.8HBW5/250。结论优选方案的试验数据表明,利用正交试验设计得到的新型合金综合性能较好,满足ZM2合金的国家标准。

摘要：现用于激光熔化沉积的钛合金,通常是已有的工业合金,并没有考虑到激光熔化沉积工艺的特殊性。此外,高端装备领域对钛合金的室温和高温综合性能要求也不断提高。本文基于Ti-6Al-4V合金α相团簇式[Al-Ti_(12)](AlTi_(2))和β相团簇式[Al-Ti_(14)](AlVTi),通过Zr和V/Mo/Nb分别替代(相团簇式壳层和连接原子Ti的合金化,设计了一系列12[Al-Ti_(12)](AlTi_(2))+5[Al-Ti_(14)-xZrx](AlV_(1.2)Mo)(0.6)Nb_(0.2))合金,并研究了激光熔化沉积Ti-Al-V-Mo-Nb-Zr系合金的微观组织和力学性能随Zr元素含量的演化规律。结果表明,Ti-Al-V-Mo-Nb-x Zr合金的液-固两相区较小,有利于保证激光熔化沉积的工艺性。此外,随Zr含量的增加,Ti-Al-V-Mo-Nb-x Zr合金外延生长β柱状晶的长度和宽度显著降低,室温和高温强度显著提高。其中,12[Al-Ti_(12)](AlTi_(2))+5[Al-Ti_(12)Zr_(2)](AlV_(1.2)Mo)(0.6)Nb_(0.2))合金的室温抗拉强度为1427 MPa,伸长率为3.2%;600℃高温抗拉强度为642 MPa,伸长率为40%。该合金可以作为激光熔化沉积用高温高强钛合金的候选材料。