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Deformation mechanism,orientation evolution and mechanical properties of annealed cross-rolled Mg-Zn-Zr-Y-Gd sheet during tension

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镁合金学报(英文) 2023年第7期11卷 2340-2350页

作者： Xia Lin Zhiyong Chen Jianbo Shao jiangying xiong Zhang Hu Chuming Liu School of Materials Science and Engineering Central South UniversityChangsha 410083China

Mg-6.75Zn-0.57Zr-0.4Y-0.18Gd(wt.%)sheet with typical basal texture was produced by cross rolling and *** temperature tensile tests were subsequently conducted along rolling direction(RD),transverse direction(TD),and diagonal direction(RD45).Deformation mechanism and orientation evolution during the tension were investigated by quasi-in-situ electron backscatter diffraction observation and in-grain misorientation axis *** results indicate that the activation of deformation mechanism mainly depends on the initial grain *** RD sample,prismaticslip plays an important role in the deformation of grains withaxis nearly perpendicular to the *** theaxis gradually tilted towards the RD,basalslip becomes the dominant deformation *** the tensile fracture,the initial concentrically distributed{0001}pole is split into double peaks extending perpendicular to the RD,and the randomly distributed{1010}pole becomes parallel to the *** evolution in{0001}and{1010}poles during tension is related to the lattice rotation induced by basalslip and prismaticslip,*** and RD45 samples exhibit similar deformation mechanism and orientation evolution as the RD sample,which results in the nearly isotropic mechanical properties in the annealed cross-rolled sheet.

关键词： Magnesium alloys Deformation mechanism Orientation evolution Mechanical properties

FGH113A(WZ-A3)粉末高温合金长期组织稳定性研究

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稀有金属材料与工程 2023年第8期52卷 2885-2892页

作者：熊江英尹超王冲郭建政中南大学粉末冶金国家重点实验室湖南长沙410083 深圳市万泽中南研究院有限公司广东深圳518000

采用光学显微镜、扫描电镜及能谱仪等观察分析了FGH113A(WZ-A3)合金的晶粒组织、γ′强化相、碳化物等在760和815℃长期时效下的演变规律,通过力学性能测试分析了长期时效对合金拉伸性能的影响。结果表明:760和815℃长期时效对合金的晶... 详细信息

采用光学显微镜、扫描电镜及能谱仪等观察分析了FGH113A(WZ-A3)合金的晶粒组织、γ′强化相、碳化物等在760和815℃长期时效下的演变规律,通过力学性能测试分析了长期时效对合金拉伸性能的影响。结果表明:760和815℃长期时效对合金的晶粒尺寸无明显影响。760℃时效2020 h后,合金的γ′相尺寸与形貌无明显变化,碳化物由弥散分布的颗粒状,转变为晶界聚集析出的连续型碳化物。815℃时效440h后,γ′相开始长大且形貌由近立方状向近球形转化,晶内开始析出短棒状碳化物,2020h后明显可见颗粒状碳化物在晶界富集,晶内短棒状碳化物增多。经长期时效的试样在704和760℃进行拉伸测试,在760℃时效440和2020 h后,合金的抗拉强度相当,屈服强度在2020 h后反而有小幅提升;在815℃时效440和2020 h后,合金的拉伸性能表现出类似规律,这与长期时效过程中合金无有害相析出和晶界碳化物的钉扎作用有关。新型镍基粉末高温合金FGH113A在760和815℃长期时效下表现出优异的组织和性能稳定性。

关键词： FGH113A(WZ-A3) 长期时效组织稳定性力学性能

氩气雾化制粉FGH97高温合金的组织和性能

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稀有金属材料与工程 2019年第12期48卷 4093-4100页

作者：杨金龙朱晓闽谭建均熊江英中南大学粉末冶金国家重点实验室湖南长沙410083 深圳市万泽中南研究院有限公司广东深圳518000

利用扫描电子显微镜、金相显微镜等研究了氩气雾化制粉(AA)+热等静压(HIP)的FGH97合金显微组织、夹杂物、原始颗粒边界(PPB)、热诱导孔洞(TIP)等冶金缺陷,统计分析了室温、650、750℃拉伸性能、650℃/980MPa持久性能及650℃低周疲劳寿... 详细信息

利用扫描电子显微镜、金相显微镜等研究了氩气雾化制粉(AA)+热等静压(HIP)的FGH97合金显微组织、夹杂物、原始颗粒边界(PPB)、热诱导孔洞(TIP)等冶金缺陷,统计分析了室温、650、750℃拉伸性能、650℃/980MPa持久性能及650℃低周疲劳寿命。结果表明:AA+HIP+热处理制备的FGH97材料晶粒度为ASTM8~9级,未发现连续网状的PPB,存在极少量的TIP。晶内γ′多数为正方形,尺寸约为200 nm,晶界γ′为1.5~2μm的长方形,未见粗大γ′相及粗大碳化物。650℃/980 MPa持久时间均值449 h。650℃低周疲劳寿命最大值258909周次,均值达到190014周次。室温、650℃、750℃拉伸性能、650℃/980 MPa持久性能以及650℃低周疲劳寿命均满足FGH97合金技术要求。

关键词： FGH97粉末高温合金氩气雾化制粉热等静压组织性能

一种新型粉末高温合金的低周疲劳行为与寿命预测模型分析

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稀有金属材料与工程 2021年第8期50卷 2789-2798页

作者：张高翔龙安平肖磊熊江英深圳市万泽中南研究院有限公司广东深圳518000 中南大学湖南长沙410083

对一种新型第3代粉末高温合金A3在700℃、应变范围0.6%~1.4%试验条件下的低周疲劳性能进行了研究,分析了材料的循环滞后回线、Massing特性、循环应力应变响应、应变-寿命关系等特性。采用Manson-Coffin模型、拉伸滞回能模型、三参数能... 详细信息

对一种新型第3代粉末高温合金A3在700℃、应变范围0.6%~1.4%试验条件下的低周疲劳性能进行了研究,分析了材料的循环滞后回线、Massing特性、循环应力应变响应、应变-寿命关系等特性。采用Manson-Coffin模型、拉伸滞回能模型、三参数能量模型对疲劳寿命数据进行拟合预测,结果表明Manson-Coffin模型的寿命预测精度最高,在3倍分散带以内。用扫描电子显微镜对疲劳源区观察,结果表明:低应变时疲劳源数量上呈现单源,高应变时呈多源特征;随应变量增大,疲劳源位置趋向于试样表面,裂纹扩展区面积减小,瞬断区面积增大。疲劳断口典型的3个区域观察结果表明:疲劳源四周存在较多河流状线,其为裂纹扩展方向,裂纹扩展区存在较多二次裂纹,瞬断区出现韧窝与解理断裂特征。A3合金的断裂模式主要为穿晶断裂。

关键词：粉末高温合金A3 低周疲劳寿命预测疲劳断口

夹杂物尺寸及分布对FGH97高温合金低周疲劳性能的影响

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稀有金属材料与工程 2020年第5期49卷 1614-1622页

作者：杨金龙朱晓闽熊江英陈祺郭建政中南大学粉末冶金国家重点实验室湖南长沙410083 深圳市万泽中南研究院有限公司广东深圳518000

利用扫描电子显微镜、能谱仪、金相显微镜、低周疲劳试验机研究了镍基粉末高温合金FGH97材料650℃低周疲劳性能与断口夹杂物尺寸、面积及分布的关系。结果表明:FGH97热等静压材料低周疲劳裂纹源主要由非金属夹杂物引起。非金属夹杂物尺... 详细信息

利用扫描电子显微镜、能谱仪、金相显微镜、低周疲劳试验机研究了镍基粉末高温合金FGH97材料650℃低周疲劳性能与断口夹杂物尺寸、面积及分布的关系。结果表明:FGH97热等静压材料低周疲劳裂纹源主要由非金属夹杂物引起。非金属夹杂物尺寸小于临界值(约80μm)时,夹杂物尺寸和位置对650℃最大应力980 MPa低周疲劳寿命无明显影响,疲劳寿命均值达到190992周次。当夹杂物尺寸超过临界值(约80μm)时,则夹杂物尺寸越大,越靠近表面,低周疲劳寿命越低。因此,控制夹杂物尺寸是提高FGH97高温合金低周疲劳寿命的有效方法。

关键词： FGH97粉末高温合金组织低周疲劳夹杂物

一种新型第三代单晶高温合金WZ30组织与性能的研究

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稀有金属材料与工程 2021年第11期50卷 3995-4002页

作者：熊江英龙安平张建庭王冲张海张高翔中南大学粉末冶金国家重点实验室湖南长沙410083 深圳市万泽中南研究院有限公司广东深圳518000

通过热力学计算和实验验证优化了W、Mo、Co、Cr、Al、Ta等元素在单晶高温合金中的含量,设计了Re含量为5wt%的新型单晶高温合金WZ30,并与典型二代、三代单晶高温合金进行了比较。结果表明,WZ30经热处理后获得均匀的γ′相显微组织,在760... 详细信息

通过热力学计算和实验验证优化了W、Mo、Co、Cr、Al、Ta等元素在单晶高温合金中的含量,设计了Re含量为5wt%的新型单晶高温合金WZ30,并与典型二代、三代单晶高温合金进行了比较。结果表明,WZ30经热处理后获得均匀的γ′相显微组织,在760、980和1100℃下WZ30的屈服强度分别为938、639和436 MPa,温度高于1000℃时拉伸性能优于二代单晶高温合金。在980℃,250 MPa和1100℃,137 MPa实验条件下,WZ30的持久寿命分别为642和254 h,持久寿命明显优于二代单晶高温合金。WZ30的低周疲劳寿命在980℃下明显优于二代单晶高温合金DD6。在高温长时间循环氧化实验中,WZ30显示出较好的抗氧化性和组织稳定性。

关键词：第三代单晶 WZ30 组织性能

一种新型镍基粉末高温合金组织和力学性能研究

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稀有金属材料与工程 2022年第3期51卷 1031-1039页

作者：杨金龙龙安平熊江英张高翔郭建政中南大学粉末冶金研究院湖南长沙410083 深圳市万泽中南研究院有限公司广东深圳518000 深圳市万泽航空科技有限责任公司广东深圳518000

利用扫描电子显微镜、光学显微镜、疲劳试验机、拉伸试验机等研究了一种新型镍基粉末高温合金(WZ-A3)在不同状态下的显微组织、拉伸性能、低周疲劳性能及其断口形貌。结果表明:1150℃挤压消除了合金热等静压残余的粉末原始颗粒边界(prev... 详细信息

利用扫描电子显微镜、光学显微镜、疲劳试验机、拉伸试验机等研究了一种新型镍基粉末高温合金(WZ-A3)在不同状态下的显微组织、拉伸性能、低周疲劳性能及其断口形貌。结果表明:1150℃挤压消除了合金热等静压残余的粉末原始颗粒边界(previous particle boundary,PPB)。随着温度的提高,热等静压+热处理(WZ-A3-HIP)和热等静压+热挤压+热处理(WZ-A3-HEX)2种状态样品的抗拉强度呈现出先下降(室温到400℃)到不变(400~550℃)再下降(550~800℃)的变化规律。观察拉伸断口发现室温PPB降低了WZ-A3-HIP样品的延伸率,700℃升高到800℃时2种状态样品断口由穿晶-沿晶混合型转变为沿晶断裂模式为主。小应变(0.6%、0.8%)控制疲劳时,WZ-A3-HEX样品疲劳寿命值优于WZ-A3-HIP,后者裂纹源主要由夹杂物引起。大应变(1.0%、1.2%、1.4%)时,2种状态样品寿命值接近。当应变为1.2%时,疲劳裂纹源均为多源平台型断裂。

关键词：镍基粉末高温合金组织拉伸应变控制疲劳

氩气雾化制粉FGH4097高温合金低周疲劳性能研究

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稀有金属 2022年第11期46卷 1397-1406页

作者：杨金龙朱晓闽熊江英龙安平郭建政中南大学粉末冶金研究院湖南长沙410083 深圳市深汕特别合作区万泽精密科技有限公司广东深圳518000 深圳市万泽中南研究院有限公司广东深圳518000

用氩气雾化细粒径粉末(小于80μm)+过固溶温度热等静压(HIP)+热处理制备FGH4097粉末高温合金试验盘件,利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、低周疲劳试验机、万能试验机、Weibull分布拟合等研究了试验盘件在650℃的拉伸性能、低... 详细信息

用氩气雾化细粒径粉末(小于80μm)+过固溶温度热等静压(HIP)+热处理制备FGH4097粉末高温合金试验盘件,利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、低周疲劳试验机、万能试验机、Weibull分布拟合等研究了试验盘件在650℃的拉伸性能、低周疲劳性能及其影响因素。结果表明:盘件晶粒度符合正态分布,在7.7~8.4级之间波动,晶粒尺寸分布均匀;二次γ′相平均尺寸均值约375 nm;三次γ′相分布在二次γ′相间隙γ相中,尺寸在100 nm以内;28个试样在650℃/980 MPa试验条件下的低周疲劳失效循环周次(Nf)均值为203049周次,标准差为29043周次;抗拉强度均值为1343 MPa,标准差为24 MPa;屈服强度均值为1036 MPa,标准差为24 MPa,断后延伸率约30.4%;1.25%面积百分比热诱导孔洞(TIP)降低Nf至154752周次;小尺寸夹杂物(<80μm)面积、尺寸、位置对Nf影响不明显;Nf满足三参数Weibull分布方程;低周疲劳断口裂纹源主要由非金属夹杂物引发,裂纹扩展模式主要为穿晶断裂。

关键词： FGH4097 低周疲劳(LCF) Weibull分布

粉末粒度对一种新型镍基粉末高温合金热变形行为的影响

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稀有金属材料与工程 2022年第9期51卷 3381-3393页

作者：杨金龙程俊义李远熊江英龙安平郭建政中南大学粉末冶金研究院湖南长沙410083 深圳市万泽航空科技有限责任公司广东深圳518000 深圳市万泽中南研究院有限公司广东深圳518000

利用EBSD、SEM、OM、热模拟试验机等对比研究了不同粉末粒度制备的一种新型镍基粉末高温合金(WZA3)在不同热压缩变形条件下的变形行为和组织差异性。结果表明:相比细粉制备的HIP-01样品而言,粗粉枝晶组织明显,成分偏析严重,其制备的HIP... 详细信息

利用EBSD、SEM、OM、热模拟试验机等对比研究了不同粉末粒度制备的一种新型镍基粉末高温合金(WZA3)在不同热压缩变形条件下的变形行为和组织差异性。结果表明:相比细粉制备的HIP-01样品而言,粗粉枝晶组织明显,成分偏析严重,其制备的HIP-02样品中残余粗大γ′较多。低温(1050、1080℃)高应变速率(1、0.1s-1)时,HIP-01样品峰值应力值高于HIP-02。热压缩后HIP-01样品边缘开裂情况较HIP-02严重,HIP-01样品保留了大部分原始热等静压组织,裂纹优先在粉末原始颗粒边界(priorparticleboundary,PPB)处产生,HIP-02样品边缘出现了部分再结晶组织。在1080℃/0.001 s^(-1)时,HIP-02样品峰值应力较HIP-01低约30 MPa,HIP-02样品热压缩过程再结晶现象明显,再结晶晶粒均匀,HIP-01样品出现项链晶组织,再结晶不充分。粗大γ′有利于促进1050和1080℃时HIP-02样品的再结晶。高温(1150℃)、低应变速率(0.001、0.01s^(-1))时,γ′全部溶解进基体γ中,两者热变形行为接近,样品均未出现开裂,组织全部发生完全再结晶,在1150℃/0.001 s^(-1)均出现异常长大晶粒。

关键词：镍基粉末高温合金粉末粒度热变形再结晶