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高温涂层材料物理、力学性能研究进展

稀有金属材料与工程 2008年第7期37卷 1134-1138页

作者：梁静静韦华侯桂臣管恒荣胡壮麒中国科学院金属研究所辽宁沈阳110016

高温涂层的广泛使用在很大程度上拓展了高温合金的应用领域,但随着航空发动机用涡轮叶片服役环境的日益苛刻,合理评价涂层/高温合金体系综合性能,尤其热机械疲劳、蠕变疲劳等性能备受关注。该体系综合性能的评价必然涉及到与高温涂层材... 详细信息

高温涂层的广泛使用在很大程度上拓展了高温合金的应用领域,但随着航空发动机用涡轮叶片服役环境的日益苛刻,合理评价涂层/高温合金体系综合性能,尤其热机械疲劳、蠕变疲劳等性能备受关注。该体系综合性能的评价必然涉及到与高温涂层材料本身相关的物理、化学、力学等性能。本文将对近年来有关高温涂层材料的物理和力学等方面的性能进行综述,并据此探讨今后涂层/基体界面行为研究的新思路。

关键词：高温涂层热膨胀系数韧脆转变温度应力分布

Cd对铸造Al-Si-Cu-Mg合金时效过程的影响

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金属学报 2004年第8期40卷 867-872页

作者：李润霞李荣德管恒荣胡壮麒沈阳工业大学材料学院中国科学院金属研究所

合金元素Cd的添加促进了铸造Al-Si-Cu-Mg合金的时效过程,提高了合金的峰时效硬度,加快了合金的硬化速度.当加入0.27％Cd时,合金的强度提高了20％;但加入量继续增大,强度反而降低. SEM,DSC和TEM分析显示,Cd加快了亚稳相的析出,较早地形... 详细信息

合金元素Cd的添加促进了铸造Al-Si-Cu-Mg合金的时效过程,提高了合金的峰时效硬度,加快了合金的硬化速度.当加入0.27％Cd时,合金的强度提高了20％;但加入量继续增大,强度反而降低. SEM,DSC和TEM分析显示,Cd加快了亚稳相的析出,较早地形成了细小而密集的亚稳相;同时,较大的富Cd相、少量稳定相和过剩硅相质点的均匀析出,对合金起到了第二相强化的作用.在这两类析出相的共同作用下,合金获得了高的峰时效强度.但当合金中Cd的含量超过0.27％时,会形成一些富Cd的多元相和纯Cd质点,这些相的出现导致了合金机械性能的下降.

关键词：铸造Al-Si-Cu-Mg合金 Cd 时效强化

DZ40M钴基高温合金950℃长期时效后的组织与性能

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金属学报 1998年第12期34卷 1289-1294页

作者：姜文辉姚向东管恒荣胡壮麒中国科学院金属研究所

研究了新近开发的一种定向凝固钴基高温合金DZ40M950℃长期时效后的组织与性能．结果表明，合金时效后室温强度提高，塑性降低980℃，83MPa持久性能提高，而816℃，215MPa持久性能下降．在时效过程中，初生碳化物M7C3和MC缓慢分解，细小... 详细信息

研究了新近开发的一种定向凝固钴基高温合金DZ40M950℃长期时效后的组织与性能．结果表明，合金时效后室温强度提高，塑性降低980℃，83MPa持久性能提高，而816℃，215MPa持久性能下降．在时效过程中，初生碳化物M7C3和MC缓慢分解，细小的M23C6在基体中大量析出，M6C在一些M7C3表面生成．分析认为，合金性能变化主要归因于M(23)C6沉淀析出初生碳化物M7C3和MC分解，释放出碳原子，促进M(23)C6沉淀反应、M6C形成是由于钨的局部偏聚所致．

关键词：钴基高温合金定向凝固时效碳化物转变

K40S钴基高温合金的高温低周疲劳行为 Ⅱ.疲劳断口分析

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金属学报 2002年第10期38卷 1053-1056页

作者：杨富民孙晓峰管恒荣胡壮麒中国科学院金属研究所沈阳110016

研究了K40S钴基高温合金在700℃和900℃温度条件下由应变控制的高温低周疲劳行为,对疲劳断口形貌进行观察,结果表明:在高温低周疲劳加载条件下,K40S合金疲劳裂纹萌生机制为表面滑移带开裂与表面碳化物相界面开裂的综合作用;疲劳裂纹萌... 详细信息

研究了K40S钴基高温合金在700℃和900℃温度条件下由应变控制的高温低周疲劳行为,对疲劳断口形貌进行观察,结果表明:在高温低周疲劳加载条件下,K40S合金疲劳裂纹萌生机制为表面滑移带开裂与表面碳化物相界面开裂的综合作用;疲劳裂纹萌生与扩展方式为穿晶型,瞬断区呈现枝晶断裂特征;碳化物可作为障碍,阻碍疲劳裂纹的扩展,且为主要的二次裂纹策源地;K40S合金高温低周疲劳断裂为机械疲劳与高温环境氧化共同作用的结果.

关键词：断口分析高温低周疲劳钴基高温合金裂纹萌生裂纹扩展环境氧化

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镍基单晶高温合金TLP连接

金属学报 2001年第11期37卷 1165-1168页

作者：李文金涛孙晓峰郭义管恒荣胡壮麒中国科学院金属研究所

采用自制的镍基合金柔性布作为中间层合金对ＤＤ９８单晶高温合金进行瞬态液相（ＴＬＰ）连接，ＴＬＰ连接在１４７３—１５２３Ｋ，０．５－２４ｈ真空条件下进行．利用光学显微镜、扫描电镜时接头的微观结构和化学成分进行观察和分析... 详细信息

采用自制的镍基合金柔性布作为中间层合金对ＤＤ９８单晶高温合金进行瞬态液相（ＴＬＰ）连接，ＴＬＰ连接在１４７３—１５２３Ｋ，０．５－２４ｈ真空条件下进行．利用光学显微镜、扫描电镜时接头的微观结构和化学成分进行观察和分析，利用电子背散衍射测定了连接层和基体之间的结晶学取向．结果表明接头区域由连接区、中间金属／基体金属界面扩散区、基体金属区组成，均匀化处理后的接头与基体上的γ＇沉淀相的尺寸趋于一致，连接层与基体之间的取向匹配良好．

关键词： TLP连接结晶学取向镍基单晶高温合金瞬态液相连接

定向凝固钴基高温合金DZ40M的热处理研究

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航空材料学报 2001年第1期21卷 1-5页

作者：姜文辉管恒荣胡壮麒中国科学院金属研究所

研究了热处理对新研制的定向凝固钴基高温合金DZ40M组织和性能的影响。结果表明 :12 80℃ / 4h固溶处理可完全溶解DZ40M合金中初生碳化物M7C3 和MC ,合金成为单相固溶体。95 0℃和 10 5 0℃时效处理可使DZ40M合金发生硬化 ,以 95 0℃时... 详细信息

研究了热处理对新研制的定向凝固钴基高温合金DZ40M组织和性能的影响。结果表明 :12 80℃ / 4h固溶处理可完全溶解DZ40M合金中初生碳化物M7C3 和MC ,合金成为单相固溶体。95 0℃和 10 5 0℃时效处理可使DZ40M合金发生硬化 ,以 95 0℃时效硬化效果更为明显 ,相应的峰时效制度为 95 0℃ / 12h和 10 5 0℃ / 2 4h。时效处理引起M2 3 C6沉淀析出。 95 0℃ / 12h时效显著提高DZ40M合金室温强度和高温持久寿命 ,同时也减少了合金塑性 ,但合金仍保持一定的塑性。 10 5 0℃ / 2 4h虽然能增加室温拉伸性能。

关键词：热处理钴基高温合金定向凝固时效硬化 DZ40M

铝化物涂层中β-NiAl相Ni,Al互扩散系数计算

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金属学报 2004年第1期40卷 51-56页

作者：韦华孙晓峰郑启侯桂臣管恒荣胡壮麒中国科学院金属研究所沈阳110016

通过纯Ni和K465合金表面渗Al涂层中Al原子浓度分布曲线的分析,考虑到K465合金复杂的化学成分和显微组织,基于一定的假设,推导出Wagner修正式,并分别计算了850,950和1050℃纯Ni和K465合金表面渗Al涂层中β-NiAl相Ni,Al互扩散系数。计算... 详细信息

通过纯Ni和K465合金表面渗Al涂层中Al原子浓度分布曲线的分析,考虑到K465合金复杂的化学成分和显微组织,基于一定的假设,推导出Wagner修正式,并分别计算了850,950和1050℃纯Ni和K465合金表面渗Al涂层中β-NiAl相Ni,Al互扩散系数。计算结果表明:K465合金表面渗Al层中β-NiAl相Ni,Al互扩散系数明显小于纯Ni表面渗Al涂层中β-NiAl相Ni,Al互扩散系数;与化学计量比β-NiAl相相似,K465合金表面渗Al中β-NiAl相Ni,Al互扩散系数与Al原子浓度有很大的相关性,简要分析了合金元素和析出相对渗Al涂层中β-NiAl相Al,Ni互扩散系数的影响。

关键词：铝化物涂层,固渗法,β-NiAl相,互扩散系数

DZ40M钴基高温合金的中温蠕变形变与断裂

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金属学报 1999年第3期35卷 253-256页

作者：姜文辉姚向东管恒荣胡壮麒中国科学院金属研究所

本文研究了新近开发的定向凝固ＤＺ４０Ｍ钴基高温合金在７００℃，３６０－３４０ＭＰａ时蠕变形变特点，用扫描电镜和透射电镜分别观察了蠕变断裂断口、纵向剖面和形变后组织结构．结果表明：ＤＺ４０Ｍ合金７００℃起始蠕变阶段蠕变... 详细信息

本文研究了新近开发的定向凝固ＤＺ４０Ｍ钴基高温合金在７００℃，３６０－３４０ＭＰａ时蠕变形变特点，用扫描电镜和透射电镜分别观察了蠕变断裂断口、纵向剖面和形变后组织结构．结果表明：ＤＺ４０Ｍ合金７００℃起始蠕变阶段蠕变应变和间呈线性关系；稳态蠕变速率可用ε＝Ａｅｘｐ（ｂ／ｋＴ）来表示，其中Ａ＝８．７２７０×１０－１３％ｈ－１ｂ＝０．９０３９×１０－２１ｃｍ３·ＤＺ４０Ｍ合金表现出高的蠕变塑性；在蠕变过程中，大量细小的Ｍ２３Ｃ６在基体中沉淀析出，它们有效地强化合金基体；蠕变断裂为穿晶韧性断裂，裂纹萌生于初生碳化物本身以及与基体的界面裂纹在垂直应力轴方向上扩展，最终导致穿晶断裂。

关键词：定向凝固钻基高温合金蠕变断裂

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Pd-Ni-Al涂层的高温长期氧化行为

金属学报 2003年第7期39卷 755-760页

作者：李猛进孙晓峰管恒荣姜晓霞胡壮麒中国科学院金属研究所金属腐蚀与防护国家重点实验室沈阳110016

利用TGA,XRD,SEM/EDS等方法,研究了Pd改性铝化物涂层在900—1100℃的长期高温氧化行为,结果表明,在900—1100℃下,与简单铝化物涂层相比,β-(Ni,Pd)Al涂层具有较好的抗高温氧化性能,添加改性元素Pd加速了涂层表面的θ-Al_O_3向α-Al_2O_... 详细信息

利用TGA,XRD,SEM/EDS等方法,研究了Pd改性铝化物涂层在900—1100℃的长期高温氧化行为,结果表明,在900—1100℃下,与简单铝化物涂层相比,β-(Ni,Pd)Al涂层具有较好的抗高温氧化性能,添加改性元素Pd加速了涂层表面的θ-Al_O_3向α-Al_2O_3转变,有利于形成致密的保护膜;另外,Pd还促进了合金基体中Ti元素向涂层的表面以及氧化膜中扩散。

关键词： β-(Ni,Pd)Al涂层,高温氧化,氧化动力学,θ-Al2O3,扩散