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粉末特性对镍基粉末冶金高温合金组织及热变形行为的影响

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中国有色金属学报 2016年第1期26卷 37-49页

作者：何国爱丁晗晖刘琛仄刘锋黄岚江亮中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083 中南大学粉末冶金研究院长沙410083

分别采用氩气雾化(Argon atomization,AA)和等离子旋转电极(Plasma rotating electrode process,PREP)两种方法制备具有不同特性的镍基高温合金粉末,然后在相同条件下对两种粉末进行热等静压制备成块体材料(A-HIP及P-HIP)。分别对粉末... 详细信息

分别采用氩气雾化(Argon atomization,AA)和等离子旋转电极(Plasma rotating electrode process,PREP)两种方法制备具有不同特性的镍基高温合金粉末,然后在相同条件下对两种粉末进行热等静压制备成块体材料(A-HIP及P-HIP)。分别对粉末和块体材料进行显微组织分析和形貌表征,并对热等静压材料在温度为1000~1100℃下、应变速率为0.01~1.0 s-1下进行热压缩实验,利用采集的应力、应变参数,通过迭代和线性回归的方法计算热激活能并构建本构方程,并利用所建立的本构方程预测合金在不同应变下的应力。结果表明:PREP粉末表面洁净度、球形度和粒径均匀度要比AA粉末的好,其表面氧含量也相对较低,仅为0.0079%,而AA粉末中氧含量为0.0139%(质量分数);相比P-HIP,A-HIP中分布着较多的原始颗粒边界和孔洞,原始颗粒边界的主要组成是大尺寸的γ′相和碳氧化物颗粒;A-HIP的平均晶粒尺寸为8.59μm,P-HIP的平均晶粒尺寸为12.54μm;A-HIP的强化相γ′的体积分数(43.91%)与P-HIP的强化相γ′体积分数(43.65%)基本相等。两种材料的激活能分别为1012.9 k J/mol和757.1 k J/mol,并采用双曲正弦Arrhenius模型构建不同应变下的本构方程并预测不同变形条件下的真应力,其与实验值间的绝对误差分别为6.46%和4.87%。A-HIP在压缩过程出现宏观裂纹,原始颗粒边界是压缩裂纹产生主要因素之一,且裂纹沿原始颗粒边界进行扩展。

关键词：镍基粉末冶金高温合金氩气雾化制粉旋转电极制粉热等静压热模拟热变形激活能本构方程

镍基粉末高温合金原始颗粒边界形成及组织演化特征

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中国有色金属学报 2016年第1期26卷 50-59页

作者：秦子珺刘琛仄王子何国爱刘锋黄岚江亮中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083 中南大学粉末冶金研究院长沙410083

采用等离子旋转电极(PREP)法制备高温合金粉末,通过热等静压(HIP)和热挤压(HE)进行固结成型,对制备的粉末及HIP、HE态合金内部和表面显微组织进行表征,探索镍基高温合金原始颗粒边界(PPB)的组成、形成机制及组织演化特征。结果表明:合... 详细信息

采用等离子旋转电极(PREP)法制备高温合金粉末,通过热等静压(HIP)和热挤压(HE)进行固结成型,对制备的粉末及HIP、HE态合金内部和表面显微组织进行表征,探索镍基高温合金原始颗粒边界(PPB)的组成、形成机制及组织演化特征。结果表明:合金在粉末态已发生元素偏析,粉末表层有细小的富Al氧化物颗粒,且颗粒表面有Zr、C、O元素的富集层;合金PPB主要为连续的大尺寸??相、MC型碳化物、Al2O3和富Zr的氧化物颗粒;PPB形成机制是在温度场的作用下,碳化物、??相和氧化物易于在结合面析出,合金经热挤压后,原始颗粒边界上大的??相完全消失,连续的PPB被破碎,形成含MC碳化物和少量氧化物的沿挤压方向竖状排列的小颗粒,此时,合金已完成动态再结晶。

关键词：镍基高温合金粉末冶金等离子旋转电极制粉热等静压热挤压原始颗粒边界

快速获得7055铝合金淬火敏感温度区间的新方法及机理

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2023年第1期33卷 36-45页

作者：盛晓菲贺存孝程亚娟饶晓晓何国爱中南大学材料科学与工程学院长沙410083 湖北汽车工业学院材料科学与工程学院十堰442002 中南大学轻合金研究所长沙410083 中南大学高性能复杂制造国家重点实验室长沙410083 广州大学物理与材料科学学院广州510006

采用一种省时、节约资源的变温热处理(ATHT)新方法,基于硬度与电导率,获得喷射沉积7055铝合金的淬火敏感温度区间。此外,通过透射电子显微镜(TEM)表征ATHT期间的显微组织演变。研究表明,7055合金的ATHT是一个溶质原子随着温度的升高而... 详细信息

采用一种省时、节约资源的变温热处理(ATHT)新方法,基于硬度与电导率,获得喷射沉积7055铝合金的淬火敏感温度区间。此外,通过透射电子显微镜(TEM)表征ATHT期间的显微组织演变。研究表明,7055合金的ATHT是一个溶质原子随着温度的升高而析出和再溶解的过程。当温度达到200℃时,合金的硬度急剧增加,电导率适当增加。随着温度升高到400℃以上,电导率从峰值迅速下降,表明溶质原子回溶加速,同时,在基体内η’强化相逐渐转变成η平衡相。通过对硬度曲线和电导率曲线的分析,得出当前合金淬火敏感性温度范围为200~400℃,这与传统分级保温法测得的结果一致。

关键词：铝合金变温热处理淬火敏感温度区间显微组织演变

基于应力修正的2195铝锂合金本构模型及热加工性能

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航空材料学报 2021年第5期41卷 51-59页

作者：赵一帆吴文科何国爱王强中南大学轻合金研究院长沙410083 中南大学高性能复杂制造国家重点实验室长沙410083 湖南中创空天新材料股份有限公司湖南岳阳414000

针对退火后的2195铝锂合金在变形温度为400~490℃、应变速率为0.01~10 s^(−1)条件下进行等温热压缩实验,对获得的真应力应变曲线进行摩擦力和温升效应的修正,并基于修正后的真应力真应变建立材料的本构关系。结果表明:实验值和预测值的... 详细信息

针对退火后的2195铝锂合金在变形温度为400~490℃、应变速率为0.01~10 s^(−1)条件下进行等温热压缩实验,对获得的真应力应变曲线进行摩擦力和温升效应的修正,并基于修正后的真应力真应变建立材料的本构关系。结果表明:实验值和预测值的相关系数R为0.99584,平均绝对误差(AARE)为3.698%,表明所建立的本构模型能很好地预测2195铝锂合金在不同变形参数下的流动应力值;基于修正后应力应变数据,通过将流变失稳图(传统热加工图)(conventional hot processing map,CHP)与变形激活能值Q耦合,建立了激活能加工(activation energy processing,AEP)图,优化出合金的热加工窗口为:应变速率<0.4 s^(−1),温度475~490℃。

关键词： 2195铝锂合金应力应变修正变形行为本构方程激活能加工图

新型Co⁃Ni基高温合金的热变形行为及微观组织演变

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金属热处理 2024年第2期49卷 1-7页

作者：付志强何国爱吴赟杰贺存孝中南大学轻合金研究院湖南长沙410083 中南大学高性能复杂制造国家重点实验室湖南长沙410083 湖南中创空天新材料股份有限公司湖南岳阳414000

利用Gleeble⁃3800热模拟试验机对新型Co⁃Ni基高温合金进行热压缩试验,研究其在变形温度为950~1100℃、应变速率为0.01~10 s^(-1)、真应变为0.693时的热变形行为和微观组织演变。结果表明,合金流动应力随变形温度的升高或应变速率的降低... 详细信息

利用Gleeble⁃3800热模拟试验机对新型Co⁃Ni基高温合金进行热压缩试验,研究其在变形温度为950~1100℃、应变速率为0.01~10 s^(-1)、真应变为0.693时的热变形行为和微观组织演变。结果表明,合金流动应力随变形温度的升高或应变速率的降低而减小。合金平均晶粒尺寸随变形温度的升高而增加,降低变形温度和提高应变速率可细化动态再结晶晶粒。基于EBSD和TEM分析表明,合金热变形过程中非连续动态再结晶(DDRX)作为主要动态再结晶(DRX)机制,孪晶形核作为辅助形核机制。

关键词： Co⁃Ni基高温合金热压缩动态再结晶孪晶

一种新型粉末镍基高温合金的热变形行为及其组织演变

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一种新型粉末镍基高温合金的热变形行为及其组织演变

第十三届中国高温合金年会

作者：何国爱刘锋江亮中南大学粉末冶金国家重点实验室中南大学粉末冶金研究院

通过热模拟试验机对一种新成分的粉末镍基高温合金在温度为1000 100℃,应变速率0.01.0s进行热压缩实验。利用采集的应力应变数据计算了材料的热变形激活能,构建了材料的本构方程。对变形后的组织进行分析,探究了不同变形参数下组织的演... 详细信息

通过热模拟试验机对一种新成分的粉末镍基高温合金在温度为1000 100℃,应变速率0.01.0s进行热压缩实验。利用采集的应力应变数据计算了材料的热变形激活能,构建了材料的本构方程。对变形后的组织进行分析,探究了不同变形参数下组织的演变情况。结果表明,材料的变形组织演化与变性参数关系密切。在低温(1025℃)高应变速率(1.0s),材料变形过程出现了绝热剪切带;合金在应变速率为1.0s下,在1075℃出现了明显再结晶现象,而在0.01s下,在1000℃下合金便出现了再结晶组织,并且再结晶程度随温度升高而增大;在变形温度升高到1100℃时,晶粒发生了较为明显的长大行为。

关键词：粉末镍基高温合金热变形微观组织演变

来源： cnki会议评论

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我市推进名牌战略建设 001

热挤压对粉末冶金PM-0002镍基高温合金组织及热变形行为的影响

咸宁日报

作者：甘青何国爱

本报讯　见习记者甘青、通讯员何国爱报道：11月29日，继全省推进名牌战略暨表彰中国名牌产品电视电话会议后，我市就实施名牌战略，推进质量振兴工作作出部署。副市长张建平到会讲话。　　　　我市现有中国名牌一个，湖北名牌20个。今...

本报讯　见习记者甘青、通讯员何国爱报道：11月29日，继全省推进名牌战略暨表彰中国名牌产品电视电话会议后，我市就实施名牌战略，推进质量振兴工作作出部署。副市长张建平到会讲话。　　　　我市现有中国名牌一个，湖北名牌20个。今年有9家企业产品获得湖北名牌称号，分别

关键词：

来源： cnki报纸评论

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机械工程材料 2016年第4期40卷 65-70页

作者：何国爱杨川刘锋司家勇刘琛仄江亮中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083 中南大学粉末冶金研究院长沙410083

对热等静压制备的一种新型粉末冶金PM-0002镍基高温合金进行了热挤压处理,然后在1 0001 100℃下进行了不同应变速率的热模拟压缩试验,对比分析了热挤压前后合金的显微组织和热变形行为。结果表明:该合金经热挤压后,显微组织中的原始颗... 详细信息

对热等静压制备的一种新型粉末冶金PM-0002镍基高温合金进行了热挤压处理,然后在1 0001 100℃下进行了不同应变速率的热模拟压缩试验,对比分析了热挤压前后合金的显微组织和热变形行为。结果表明:该合金经热挤压后,显微组织中的原始颗粒边界基本被消除,晶粒为细小的等轴晶粒;晶粒尺寸由热挤压前的11.29μm减小到8.32μm,且分布较为集中;在不同温度和应变速率下热压缩时,热挤压后合金的峰值压缩应力略高于热挤压前的;热挤压前后合金的变形激活能分别为1 012.9kJ·mol-1和1 146.9kJ·mol-1。

关键词：粉末冶金镍基高温合金热挤压显微组织热变形

Effect of cooling rate on microstructure and tensile properties of powder metallurgy Ni-based superalloy

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2018年第3期28卷 451-460页

作者： Han-hui DING Guo-ai HE Xin WANG Feng LIU Lan HUANG Liang JIANG State Key Laboratory of Powder Metallurgy Central South UniversityChangsha 410083China Powder Metallurgy Research Institute Central South UniversityChangsha 410083China

The effects of size distribution,morphology and volume fraction ofγ′phase and grain size on tensile properties of powder processed Ni-based superalloy were investigated by using two different quenching *** quenching and air cooling were adopted with cooling rate of 183°C/s and 4?15°C/s,*** experimental results show that the average size of the secondaryγ′after oil quenching is 24.5 nm compared with 49.8 nm under air cooling,and corresponding volume fractions ofγ′are 29%and 34%,***,the average grain size remains nearly equivalent from both oil-quenching and air-cooling *** tensile strength at room temperature is higher for the oil-quenched specimen than the equivalent from the air-cooled specimen,but the difference approaches each other as the temperature increases to 650°*** fractography clearly demonstrates that transgranular fracture governs the failure process at ambient temperature,in contrast to the intergranular fracture at 650°C or even higher *** two mechanical responses indicate the strengthening effects ofγ′precipitates and grain boundary for polycrystalline Ni-based superalloys at different temperatures.

关键词： powder metallurgy Ni-based superalloy cooling rate tensile properties γ′phase precipitate fracture mechanism