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Influence of Holding Time on Hot Deformation Behavior of Hard-Deformed Superalloy U720Li

稀有金属材料与工程 2024年第9期53卷 2446-2457页

作者： Zang Ximin zhao guangdi Wu Jinjiang Jiang Haoyuan Yao Xiaoyu School of Materials Science and Engineering Shenyang University of TechnologyShenyang 110870China School of Materials and Metallurgy University of Science and Technology LiaoningAnshan 114051China Institute of Metal Research Chinese Academy of SciencesShenyang 110016China

To improve the hot workability of hard-deformed superalloy U720Li,the effect of holding time before deformation(5 and 10 min)on hot deformation behavior was investigated by hot compression *** show that the flow stress increases with increase in strain rate,while decreases with increase in deformation temperature and holding *** on the obtained Arrhenius-type constitutive models,the calculated peak stresses are in good agreement with experimental values,indicating that this model can accurately predict the hot deformation behavior of U720Li alloy,and the deformation activation energies for the holding time of 5 and 10 min were calculated to be 992.006 and 850.996 kJ·mol^(-1),***,processing maps of U720Li alloy with these two holding durations were *** observation of deformation microstructures in each domain of the processing maps,the optimal hot working conditions for the holding time of 5 min are determined to be 1090‒1110℃/1‒10 s^(-1) and 1146‒1180℃/1‒10 s^(-1),and the optimal hot working conditions for the holding time of 10 min are 1080‒1090℃/1‒10 s-1 and 1153‒1160℃/1‒10 s^(-1),indicating that the safe processing window can be obviously enlarged by shortening the holding time *** the absence of cracking,the dynamic recrystallization(DRX)grain size increases gradually with increasing the deformation temperature and holding time,but it first decreases and then increases with the increase in strain *** the deformation temperature is below 1100℃,the DRX mechanism is mainly the particle-induced continuous *** the temperature is raised to above 1130℃,the main DRX mechanism changes to discontinuous DRX.

关键词： hard-deformed superalloy hot deformation behavior processing map dynamic recrystallization

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加热工艺对难变形高温合金U720Li中γ'相溶解及晶粒长大行为的影响

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稀有金属材料与工程 2024年第8期53卷 2205-2216页

作者：武金江赵广迪姜昊源孙乙轩王博辽宁科技大学材料与冶金学院辽宁鞍山114051

变形前的加热工艺对高温合金的热加工性能具有重要影响。本研究通过开展等温加热实验研究了难变形高温合金U720Li中γ'相特征及晶粒组织随加热温度及保温时间的演变行为,进而为改善其热加工性能提供理论指导。为了更准确地描述γ'相和... 详细信息

变形前的加热工艺对高温合金的热加工性能具有重要影响。本研究通过开展等温加热实验研究了难变形高温合金U720Li中γ'相特征及晶粒组织随加热温度及保温时间的演变行为,进而为改善其热加工性能提供理论指导。为了更准确地描述γ'相和晶粒的特征,本实验采用电解腐蚀与化学腐蚀试样相结合的方法开展研究。结果表明,一次γ'的面积分数及尺寸随加热温度的升高及保温时间的延长逐渐减小。细小二次γ'比粗大一次γ'更易溶解,前者在1100℃保温30 min就可完全溶解,而后者在1180℃保温30 min才能完全溶解;一次γ'的不断溶解减弱了其对晶界的钉扎作用,导致合金的平均晶粒尺寸随加热温度升高及保温时间的延长逐渐增大,且在1180℃(高于γ'溶解温度)短时保温就发生了晶粒异常长大现象,形成混晶组织。最后,根据不同加热条件的晶粒长大行为,建立了U720Li合金在1050~1160℃的晶粒长大动力学模型。

关键词： U720Li合金加热工艺 γ'相晶粒长大

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700℃以上服役涡轮盘用难变形镍基高温合金热加工研究进展

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中国材料进展 2024年第10期43卷 902-911页

作者：武金江赵广迪王博姜昊源孙乙轩刘志超辽宁科技大学材料与冶金学院辽宁鞍山114051

航空发动机推重比的不断提高对涡轮盘材料的高温服役性能提出了更严苛的要求。服役温度超过700℃的涡轮盘用镍基变形高温合金的合金化程度和γ′相含量极高,使其变形抗力大幅提高、热塑性明显下降、热加工窗口变窄,在热变形过程中很容... 详细信息

航空发动机推重比的不断提高对涡轮盘材料的高温服役性能提出了更严苛的要求。服役温度超过700℃的涡轮盘用镍基变形高温合金的合金化程度和γ′相含量极高,使其变形抗力大幅提高、热塑性明显下降、热加工窗口变窄,在热变形过程中很容易发生开裂和组织失稳,给其涡轮盘的制备带来了极大的困难。介绍了这类难变形镍基高温合金的热加工工艺流程、摩擦和绝热温升修正及本构模型和热加工图的构建方法,综述了典型难变形镍基高温合金Rene65、U720Li、ЭК151、ЭЛ975、TMW的热变形行为研究进展。展望了这类变形高温合金的研究方向,为其热加工工艺优化提供一定的参考。

关键词：镍基变形高温合金热加工工艺本构模型热加工图动态再结晶

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淬火工艺对A514CrQ齿条钢显微组织演变及硬度的影响

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特殊钢 2024年第6期45卷 73-82页

作者：赵广迪臧喜民刘志超井玉安辽宁科技大学材料与冶金学院鞍山114051 沈阳工业大学材料科学与工程学院沈阳110870

研究了淬火工艺对A514CrQ齿条钢组织演变及硬度的影响及机理。结果表明,经790℃/30 min水淬后得到粒状贝氏体+少量板条马氏体。经820~950℃/30 min水淬后得到全板条马氏体,且随淬火温度升高马氏体板条块宽度增大,硬度逐渐下降,得到820... 详细信息

研究了淬火工艺对A514CrQ齿条钢组织演变及硬度的影响及机理。结果表明,经790℃/30 min水淬后得到粒状贝氏体+少量板条马氏体。经820~950℃/30 min水淬后得到全板条马氏体,且随淬火温度升高马氏体板条块宽度增大,硬度逐渐下降,得到820℃为最优淬火温度。在820℃保温1~5 min后水淬获得粒状贝氏体+板条马氏体组织,硬度较低;保温10~70 min后水淬获得全板条马氏体组织,且随保温时间延长马氏体板条块宽度增加,硬度逐渐下降并趋于持平,得到10 min为最优保温时间。经820℃/10 min空淬、油淬后均获得粒状贝氏体+板条马氏体/贝氏体组织,且油淬的马氏体/贝氏体含量更高。这导致空淬的硬度最低,油淬的居中,水淬的硬度最大。在双次循环淬火过程中,二次淬火介质决定了最终组织,且以水为一次淬火介质可更有效细化马氏体/贝氏体板条块。820℃/10 min水淬+820℃/10 min水淬的马氏体板条块最细小,硬度最高,可作为该齿条钢的优选淬火工艺。

关键词： A514CrQ齿条钢淬火工艺组织演变硬度

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变形高温合金氧化行为研究的现状

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热处理 2024年第4期39卷 1-7,13页

作者：赵广迪秦墨周王兆宇李阳辽宁科技大学材料与冶金学院辽宁鞍山114051

变形高温合金是制造航空发动机涡轮盘的关键材料。随着发动机推重比的提高,变形高温合金的合金化程度和使用温度越来越高,导致其在使用和均匀化处理过程中的氧化愈发严重。评述了对变形高温合金氧化行为研究的现状,包括研究氧化行为的... 详细信息

变形高温合金是制造航空发动机涡轮盘的关键材料。随着发动机推重比的提高,变形高温合金的合金化程度和使用温度越来越高,导致其在使用和均匀化处理过程中的氧化愈发严重。评述了对变形高温合金氧化行为研究的现状,包括研究氧化行为的方法、氧化动力学、氧化产物、氧化膜形成过程以及提高变形高温合金抗氧化性能的主要措施。此外,探讨了现有研究的不足之处和展望了今后的研究方向,如变形高温合金不同氧化阶段的氧化特征及合金元素对变形高温合金氧化行为的影响机制等。

关键词：变形高温合金氧化动力学氧化膜氧化机制

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镍基高温合金U720Li在750℃不同氧化阶段的恒温氧化行为

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特殊钢 2024年第1期45卷 12-17页

作者：秦墨周赵广迪武金江赵媛媛王国安辽宁科技大学材料与冶金学院鞍山114051

航空发动机涡轮盘服役温度的不断升高,对材料的抗氧化性能提出了更严苛的要求。U720Li合金是一种具有较高承温能力的涡轮盘用镍基高温合金,其长期服役温度高达750℃。阐明该合金在服役温度下的氧化行为,对延长涡轮盘的服役寿命具有重要... 详细信息

航空发动机涡轮盘服役温度的不断升高,对材料的抗氧化性能提出了更严苛的要求。U720Li合金是一种具有较高承温能力的涡轮盘用镍基高温合金,其长期服役温度高达750℃。阐明该合金在服役温度下的氧化行为,对延长涡轮盘的服役寿命具有重要意义。本文采用静态增重法测定了锻态U720Li合金在750℃的氧化动力学曲线,用XRD、SEM-EDS等手段分析了不同氧化阶段的氧化膜形貌、结构及元素分布。结果表明,U720Li合金在其服役温度下具有优异的抗氧化性能,在750℃的恒温氧化动力学曲线大致遵循立方规律,达到了完全抗氧化级别。分析认为,U720Li合金在氧化初期生成了疏松的γ-Cr_(2)O_(3),随着氧化的进行,γ-Cr_(2)O_(3)层不断剥落,氧化膜变得更加连续致密并形成复杂多层结构,且在氧化膜附近基体内形成γ'贫化层。在稳定氧化阶段,氧化膜更加连续致密并形成规整的双层结构,包括致密的α-Cr_(2)O_(3)外氧化层和α-Al_(2)O_(3)内氧化层。连续致密的α-Cr_(2)O_(3)和α-Al_(2)O_(3)层的形成能够有效阻止氧的内扩散及合金元素的外扩散,保障了U720Li合金的优异抗氧化性能。

关键词： U720Li合金氧化行为氧化膜 γ'贫化层服役温度

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B对Fe-Cr-B-C合金热处理后显微组织和强韧性的影响

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特殊钢 2024年第5期45卷 25-33页

作者：李阳赵广迪臧喜民姜昊源王兆宇辽宁科技大学材料与冶金学院鞍山114051 沈阳工业大学材料科学与工程学院沈阳110870

为了探索调控Fe-Cr-B-C合金强韧性匹配的新方法,研究了B对其热处理后显微组织、硬度及冲击韧性的影响。经1 050℃空淬处理后,在低w[B](0.000 6%)合金的枝晶间析出大量极细二次碳硼化物,在中w[B](0.51%)和高w[B](2.89%)合金基体中析出弥... 详细信息

为了探索调控Fe-Cr-B-C合金强韧性匹配的新方法,研究了B对其热处理后显微组织、硬度及冲击韧性的影响。经1 050℃空淬处理后,在低w[B](0.000 6%)合金的枝晶间析出大量极细二次碳硼化物,在中w[B](0.51%)和高w[B](2.89%)合金基体中析出弥散的二次碳硼化物。随B含量增加,二次碳硼化物的颗粒度增大,颗粒密度降低。经1 050℃空淬+500℃回火处理后,三种B含量合金中的二次碳硼化物均增多,且析出区域扩大。低B合金的枝晶干为粗大板条马氏体,枝晶间由针状马氏体、高密度二次碳硼化物及少量凝固析出相构成,其冲击韧性最佳,洛氏硬度居中;中B合金主要由弥散分布着二次碳硼化物的针状马氏体基体以及网状硼碳化物构成,其洛氏硬度最高,冲击韧度居中;高B合金由弥散分布着少量二次碳硼化物的γ基体及更致密的网状硼碳化物构成,其洛氏硬度和冲击韧度均最低。另外,中B和高B合金的网状硼碳化物发生了局部断网,导致其冲击韧性较铸态下明显提高。

关键词： Fe-Cr-B-C合金 B 热处理显微组织二次碳硼化物强韧性

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Power Quality Disturbance Identification Basing on Adaptive Kalman Filter andMulti-Scale Channel Attention Fusion Convolutional Network

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Energy Engineering 2024年第7期121卷 1865-1882页

作者： Feng zhao guangdi Liu Xiaoqiang Chen Ying Wang School of Automation and Electrical Engineering Lanzhou Jiaotong UniversityLanzhou730070China

In light of the prevailing issue that the existing convolutional neural network(CNN)power quality disturbance identification method can only extract single-scale features,which leads to a lack of feature information and weak anti-noise performance,a new approach for identifying power quality disturbances based on an adaptive Kalman filter(KF)and multi-scale channel attention(MS-CAM)fused convolutional neural network is *** and composite-disruption signals are generated through *** adaptive maximum likelihood Kalman filter is employed for noise reduction in the initial disturbance signal,and subsequent integration of multi-scale features into the conventional CNN architecture is *** multi-scale features of the signal are captured by convolution kernels of different sizes so that the model can obtain diverse feature *** attention mechanism(ATT)is introduced to adaptively allocate the extracted features,and the features are fused and selected to obtain the new main *** Softmax classifier is employed for the classification of power quality ***,by comparing the recognition accuracy of the convolutional neural network(CNN),the model using the attention mechanism,the bidirectional long-term and short-term memory network(MS-Bi-LSTM),and the multi-scale convolutional neural network(MSCNN)with the attention mechanism with the proposed *** simulation results demonstrate that the proposed method is higher than CNN,MS-Bi-LSTM,and MSCNN,and the overall recognition rate exceeds 99%,and the proposed method has significant classification accuracy and robust classification *** achievement provides a new perspective for further exploration in the field of power quality disturbance classification.

关键词： Power quality disturbance kalman filtering convolutional neural network attention mechanism

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W对难变形高温合金U720Li热塑性特征的影响

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稀有金属材料与工程 2021年第8期50卷 2867-2875页

作者：赵广迪臧喜民辽宁科技大学辽宁鞍山114051

利用真空感应炉制备了3种W质量分数(1.02%、0.52%和0%)的难变形高温合金U720Li铸件并对其进行了均匀化处理,重点研究了W对均匀化态U720Li合金热变形行为和开裂特征的影响。结果表明,W含量的减少导致均匀化炉冷态合金在1000℃的变形抗力... 详细信息

利用真空感应炉制备了3种W质量分数(1.02%、0.52%和0%)的难变形高温合金U720Li铸件并对其进行了均匀化处理,重点研究了W对均匀化态U720Li合金热变形行为和开裂特征的影响。结果表明,W含量的减少导致均匀化炉冷态合金在1000℃的变形抗力逐渐降低,当W含量减小至0%时拉伸塑性大幅提高,断裂模式由沿晶断裂转变为沿晶-穿晶混合断裂。随着W含量的降低均匀化炉冷态和空冷态合金晶内的显微硬度均逐渐下降,γ′尺寸明显增大,体积分数逐渐减小。W对变形抗力和热塑性造成影响的主要原因是,W的减少不仅降低了固溶强化程度,还改变了γ′的特征,促进动态再结晶的发生。另外,也揭示了W主要分布在γ基体中,并据此讨论了W对γ′析出的作用机理。

关键词：难变形高温合金钨热塑性 γ′析出

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镍基高温合金U720Li的熔化和凝固过程原位观察

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稀有金属材料与工程 2020年第11期49卷 3809-3815页

作者：赵广迪臧喜民赵卓辽宁科技大学辽宁鞍山114051

采用高温激光共聚焦显微镜(HT-CLSM)和差热分析(DTA)研究了U720Li镍基高温合金的熔化和凝固行为。HT-CLSM熔化过程原位观察表明,升温至1122℃时在部分(γ+γ′)共晶颗粒前沿发生了初熔,但温度超过1173℃时该熔池才开始迅速扩大;升温至1... 详细信息

采用高温激光共聚焦显微镜(HT-CLSM)和差热分析(DTA)研究了U720Li镍基高温合金的熔化和凝固行为。HT-CLSM熔化过程原位观察表明,升温至1122℃时在部分(γ+γ′)共晶颗粒前沿发生了初熔,但温度超过1173℃时该熔池才开始迅速扩大;升温至1195℃时枝晶干处开始出现离散的斑点状熔池,且该熔池随温度的升高缓慢扩大;升温至1235℃时(γ+γ′)共晶开始熔化且随温度的升高该熔池向枝晶干迅速扩展,最终在1333℃枝晶完全熔化。HT-CLSM凝固过程原位观察表明,降温至1315℃时熔体开始形核凝固,并在1180℃左右凝固结束;固相转化速率随温度的降低先缓慢增加,再迅速增加到最大值,然后迅速降低并在凝固后期基本为零。DTA分析表明,铸锭中γ′相开始发生溶解的温度约为1047℃,铸锭完全熔化的温度约为1362℃。将HT-CLSM原位观察结果与前期的DTA分析结果进行对比,发现前者的测试结果较后者低30℃左右。

关键词：镍基高温合金熔化凝固高温激光共聚焦显微镜原位观察

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