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Hot Deformation Characteristics for a Nickel-base Superalloy GH742y

Journal of Materials Science & Technology 2009年第3期25卷 373-378页

作者： fuwei kang Jianfei Sun Guoqing Zhang Zhou Li School of Material Science and Engineering Harbin Institute of Technology Harbin 150001 China School of Material Science and Engineering Harbin University of Science and Technology Harbin 150040 China 00095 China

The hot deformation characteristics of as-cast nickel-base superalloy GH742y after hot isostatic pressing （HIP）（hereafter referred to as-cast alloy） have been investigated by hot compression tests in the temperature range of 1050 to 1140℃, strain rate range of 0.01 s^-1 to 10 s^-1 and strain range of 35% to 50% by means of Gleeble-3500 thermal mechanical simulator. The results show that the as-cast alloy exhibits the poor deformability, and shows wedge-shaped cracking beyond the strain of 35%. At strain rates less than 1.0 s^-1, the stress-strain curves exhibit nearly steady-state behavior, while at strain rate of 10 s^-1, a yield drop and serrated yielding occur. The activation energy values developed on the basis of the experimental data are divided into three domains. The first domain appears at lower strain rate （≤1.0 s^-1） and lower temperature （≤1080℃）, with the lowest mean value of activation energy about 261.4 kJ/mol. The second domain appears at the same strain rate as the first domain, but higher temperature （〉1080℃）, with the intermediate mean value of activation energy about 328.8 k J/tool. The third domain appears at higher strain rate （10 s^-1） and temperature range of 1050 to 1140℃, with the largest mean value of activation energy about 605.05 kJ/mol. Three different constitutive equations are established in corresponding to domains. Microstructural observations in the third domain reveal non-uniform dynamic recrystallization （DRX） of homogeneous γ phase, which leads to the poor deformability and the highest Q value. In contrast, microstructures in the first domain show fully DRX of homogeneous γ phase, leading to the better deformability and the lowest Q value. It is noted that the grain size increases with the increment of strain rate or temperature. These results suggest that bulk metal working of this material may be carried out in the first domain where fully DRX of γ homogeneous occurred.

关键词： Superalloy Hot deformation Constitutive equation Activation energy

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Microstructure and Mechanical Properties of a Spray-Formed Superalloy

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Acta Metallurgica Sinica(English Letters) 2014年第6期27卷 1063-1069页

作者： fuwei kang Fuyang Cao Xuemin Zhang Hongyan Yue Yicheng Feng School of Materials Science and Engineering Harbin University of Science and Technology School of Materials Science and Engineering Harbin Institute of Technology

The microstructural evolution and mechanical properties of a spray-formed superalloy were studied in this paper. Based on a better understanding of the microstructural evolution of the spray-formed superalloy during solution treatment, an optimum solution treatment process was obtained, namely, at 1,140 °C for 6 h, and air cooling（AC）. The effects of the ageing treatments on the mechanical properties of the post-solution-treated spray-formed superalloy were evaluated using ageing harden curves and tensile testing. The results indicated that the maximum hardness value was achieved at 850 °C for 8 h, AC. Due to co-precipitation of primary and secondary c0 precipitates during the heat treatment,the spray-formed superalloy obtained an excellent combination of yield strength（YS = 1,110 MPa）, ultimate tensile strength（UTS = 1,503 MPa）, ductility（elongation, EL = 21%） and excellent stress rupture properties at 650 °C（UTS = 1,209 MPa, EL = 15.8%）. The heat treatment also improved the rupture life at 650 °C/950 MPa and 750 °C/539 MPa up to 140 h without rupturing. The tensile-fractured surfaces exhibit ductile transgranular failure feature. The optimum heat treatment process was determined to be 1,140 °C/6 h＋850 °C/8 h＋AC.

关键词： Spray-formed superalloy Microstructure Ageing harden Mechanical properties

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喷射成形镍基高温合金过喷粉末特征分析

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粉末冶金技术 2010年第3期28卷 196-199,203页

作者：康福伟孙剑飞唐增武哈尔滨理工大学材料科学与工程学院哈尔滨150040 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001 中国航天三院159厂北京100074

对一种喷射成形镍基高温合金过喷粉末进行了分析。利用激光粒度分布仪、光学显微镜和扫描电镜对粉末形貌、粒度分布、形核方式及显微组织特征进行观察。结果表明,随着粉末颗粒尺寸的减小,颗粒表面变得光滑,形状规整;经测定本试验条件下... 详细信息

对一种喷射成形镍基高温合金过喷粉末进行了分析。利用激光粒度分布仪、光学显微镜和扫描电镜对粉末形貌、粒度分布、形核方式及显微组织特征进行观察。结果表明,随着粉末颗粒尺寸的减小,颗粒表面变得光滑,形状规整;经测定本试验条件下粉末d50约为46μm;粉末以多种形核方式形核;微观组织以树枝晶为主,当颗粒尺寸小于10μm时,出现了均匀形核现象。过喷粉末的二次枝晶间距随冷却速度而改变,它们之间符合关系式λ2=0.252+0.022B(ε)-m。

关键词：喷射成形过喷粉末形状尺寸分布形核方式

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喷射成形镍基高温合金热变形特性及微观组织变化

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金属学报 2007年第10期43卷 1053-1058页

作者：康福伟孙剑飞张国庆李周沈军哈尔滨工业大学材料科学与工程学院北京航空材料研究院北京100095

采用Gleeble-1500D热力模拟试验机对喷射成形+热等静压制备的镍基高温合金,在变形温度1050—1140℃,应变速率0.01—10.0s^(-1),工程应变量50%的条件下进行了热压缩实验.利用实验数据建立了合金的热加工图和热激活能图,对变形过程中组织... 详细信息

采用Gleeble-1500D热力模拟试验机对喷射成形+热等静压制备的镍基高温合金,在变形温度1050—1140℃,应变速率0.01—10.0s^(-1),工程应变量50%的条件下进行了热压缩实验.利用实验数据建立了合金的热加工图和热激活能图,对变形过程中组织演化进行了研究.结果表明,热等静压并没有使喷射成形高温合金晶粒尺寸明显长大.真应力-应变曲线出现了屈服降落现象;合金热加工图失稳区出现在温度区间1050—1110℃,应变速率0.01s^(-1)处;在1110—1140℃,应变速率1.0—10.0s^(-1)区间功率耗散值(η)出现最大值;在1140℃,应变速率1.0—10.0 s^(-1)区间激活能出现一个小平台区.在变形温度1110—1140℃、应变速率1.0—10.0 s^(-1)、变形量50%的条件下,可得到完全再结晶组织,该变形条件与热加工图中功率耗散最大值所在区间和激活能图中小平台区所在区间相对应.

关键词：高温合金喷射成形热变形热加工图再结晶

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一种新型喷射成形高温合金热变形机制

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稀有金属材料与工程 2010年第7期39卷 1210-1214页

作者：康福伟孙剑飞曹福洋李周张国庆哈尔滨工业大学黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨理工大学黑龙江哈尔滨150040 北京航空材料研究院北京100095

采用喷射成形技术制备一种新型镍基高温合金,并对其进行热等静压处理。在Gleeble-3500热力模拟试验机上进行热压缩试验,利用光学显微镜、扫描电镜(SEM)以及透射电镜(TEM)等方法对其变形机制进行研究。结果表明,高应变速率(10s-1)下变形... 详细信息

采用喷射成形技术制备一种新型镍基高温合金,并对其进行热等静压处理。在Gleeble-3500热力模拟试验机上进行热压缩试验,利用光学显微镜、扫描电镜(SEM)以及透射电镜(TEM)等方法对其变形机制进行研究。结果表明,高应变速率(10s-1)下变形,摩擦产生的热量使试样的实际变形温度高于名义变形温度,促进了动态再结晶组织的形成;高应变速率下形成的孪晶可进一步激发滑移变形,而亚晶内形成的大量位错对变形起到协调作用,保证了变形顺利进行;建立了再结晶晶粒尺寸模型lnd=8.26-0.058lnZ,表明随应变速率的增加,晶粒尺寸减小,合金变形能力增加,这与实验结果相一致。

关键词：喷射成形高温合金动态再结晶应变速率位错孪晶

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工程教育专业认证背景下金属材料工程专业课程体系建设探索

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中国现代教育装备 2023年第11期 80-82页

作者：冯义成康福伟付原科胡茂良哈尔滨理工大学材料科学与化学工程学院黑龙江哈尔滨150040

随着国际工程教育的不断发展,国内工程教育专业认证工作得到社会和高校的高度重视。基于OBE理念的课程体系建设是工程教育的一项重要工作。以哈尔滨理工大学金属材料工程专业课程体系建设为例,探析了工程教育专业认证背景下课程体系建... 详细信息

随着国际工程教育的不断发展,国内工程教育专业认证工作得到社会和高校的高度重视。基于OBE理念的课程体系建设是工程教育的一项重要工作。以哈尔滨理工大学金属材料工程专业课程体系建设为例,探析了工程教育专业认证背景下课程体系建设情况及效果。

关键词：工程教育 OBE理念课程体系

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高校材料类专业大学生创新能力培养探索与实践

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中国现代教育装备 2023年第13期 152-155页

作者：康福伟冯义成陈宏涛汪恩浩哈尔滨理工大学黑龙江哈尔滨150040

我国已进入高质量发展阶段,构建教育高质量发展体系是高校建设的重要内容。培养创新人才是构建教育高质量发展体系的重要目标,也是当前面临的迫切研究课题。对高校大学生创新能力培养进行了分析和研究,发现在创新能力培养方面存在三个问... 详细信息

我国已进入高质量发展阶段,构建教育高质量发展体系是高校建设的重要内容。培养创新人才是构建教育高质量发展体系的重要目标,也是当前面临的迫切研究课题。对高校大学生创新能力培养进行了分析和研究,发现在创新能力培养方面存在三个问题,即专创融合不深入,专业课课堂教学在学生创新能力培养方面落地不实;校企合作、产教融合方面存在“两张皮”现象;创新氛围不浓厚、师生参与度不高。以材料类专业为例,分别从专业培养目标、课程体系、课程质量、校企合作、科技竞赛等方面入手,提出上述三个问题的解决途径和方法,以期为大学生创新能力培养提供参考和借鉴。

关键词：创新能力课堂教学校企合作创新氛围材料类专业

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喷射成形镍基高温合金短期时效γ′相长大动力学

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稀有金属材料与工程 2007年第7期36卷 1205-1209页

作者：康福伟孙剑飞张国庆李周敖洪峰沈军哈尔滨工业大学北京航空材料研究院北京100095

利用喷射成形工艺制备了GH742y高温合金沉积坯锭,对其在780～850℃温度区间进行2～12h短期时效处理;测量了780℃不同时效时间条件下的喷射成形合金和铸造合金的电阻率,从而计算了相应的空位迁移能。采用光学显微镜、扫描电镜和图像分析... 详细信息

利用喷射成形工艺制备了GH742y高温合金沉积坯锭,对其在780～850℃温度区间进行2～12h短期时效处理;测量了780℃不同时效时间条件下的喷射成形合金和铸造合金的电阻率,从而计算了相应的空位迁移能。采用光学显微镜、扫描电镜和图像分析软件对喷射成形GH742y合金的γ′相形态、尺寸变化及长大动力学进行了研究。结果表明,在时效过程中γ′相逐渐转变为球形,随时效温度的升高和时间的延长γ′相尺寸增加,但温度对其影响比时间更为显著;计算得到合金的扩散激活能为130.9kJ/mol,从而确定其长大动力学方程为■t3-■03=9.4×1013·(tT)·exp(-130.9RT);测得780℃下喷射成形合金的空位迁移能为0.21eV,铸造合金的为1.16eV,因此喷射成形高温合金更容易形成大量的空位,导致其电阻率比铸造合金的高,而激活能值则较小,从而促进了元素扩散速度,缩短了峰时效硬化时间。

关键词：喷射成形时效镍基高温合金

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喷射成形镍基高温合金时效行为（英文）

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稀有金属材料与工程 2015年第12期44卷 2965-2969页

作者：康福伟曹福洋张雪敏岳红彦冯义成哈尔滨理工大学黑龙江哈尔滨150040 哈尔滨工业大学黑龙江哈尔滨150001

主要研究了喷射成形镍基高温合金的微观组织特征和时效硬化行为。合金经1140℃,8 h固溶处理,然后在780℃,2~12 h时效处理。分别测试了合金显微硬度、析出相大小及形态、电导率和正电子湮没寿命与时效时间的关系。结果表明,在时效8 h时,... 详细信息

主要研究了喷射成形镍基高温合金的微观组织特征和时效硬化行为。合金经1140℃,8 h固溶处理,然后在780℃,2~12 h时效处理。分别测试了合金显微硬度、析出相大小及形态、电导率和正电子湮没寿命与时效时间的关系。结果表明,在时效8 h时,显微硬度达到最大值,此时γ＇长大到临界尺寸56 nm。然而,时效时间超过8 h,合金显微硬度降低,这是由于γ＇长大超过了其临界尺寸。随着时效时间延长至6 h,电导率快速增加到其最大值32%IACS,但是正电子湮没寿命则降低到最小值149 ps,在时效时间为10 h时,正电子湮没寿命达到最大值297 ps。这是由在时效过程中γ＇尺寸的变化以及缺陷浓度的变化引起的。

关键词：时效硬化喷射成形电导率正电子湮没寿命

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NiTi/（Al3Ti+Al3Ni）层状复合材料的热处理及力学性能

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金属热处理 2019年第11期44卷 135-139页

作者：康福伟王洪滨汪恩浩胡万文哈尔滨理工大学材料科学与工程学院

通过真空热压烧结工艺制备了NiTi/(Al3Ti+Al3Ni)层状复合材料,并分别在750、850和950℃条件下进行退火。利用XRD、SEM和EDS对材料的成分及组织进行了观察与分析。结果表明,热处理对NiTi/(Al3Ti+Al3Ni)层状复合材料结构没有影响,仍然保... 详细信息

通过真空热压烧结工艺制备了NiTi/(Al3Ti+Al3Ni)层状复合材料,并分别在750、850和950℃条件下进行退火。利用XRD、SEM和EDS对材料的成分及组织进行了观察与分析。结果表明,热处理对NiTi/(Al3Ti+Al3Ni)层状复合材料结构没有影响,仍然保持热处理前的NiTi层、反应带和金属间化合物层(两相区)结构,但热处理改变了反应带的厚度,并促进了Al3Ni相的形成。Hopkinson压杆试验表明,垂直于叠层方向的抗压强度为1233 MPa,平行于叠层方向的抗压强度为1163 MPa;在垂直于叠层方向上,NiTi/(Al3Ti+Al3Ni)层状复合材料的硬度呈现周期性变化规律,反应带处达到最高值,其次是两相区,最后是NiTi层和中间带,热处理后试样的硬度仍保持这一规律,但硬度值有所降低。

关键词： NiTi/(Al3Ti+Al3Ni)层状材料退火处理组织 Hopkinson压杆试验显微硬度

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