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gh4706合金涡轮盘锻件不同部位的组织及高温力学性能

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特殊钢 2024年第5期45卷 102-107页

作者：徐烨玲王冲侯翔益黄嘉良廉心桐黄烁上海大学材料科学与工程学院上海200444 东北大学材料科学与工程学院沈阳110004 北京钢研高纳科技股份有限公司北京100081 上海大学(浙江)高端装备基础件材料研究院嘉兴314100

为了研究gh4706涡轮盘不同部位的组织及高温力学性能差异性,基于典型服役性能要求,开展了400、500、600、650℃条件下的高温拉伸,400、500、600℃条件下的高温低周疲劳和650℃/690 MPa、600℃/700 MPa的高温持久寿命对比分析。试验结果... 详细信息

为了研究gh4706涡轮盘不同部位的组织及高温力学性能差异性,基于典型服役性能要求,开展了400、500、600、650℃条件下的高温拉伸,400、500、600℃条件下的高温低周疲劳和650℃/690 MPa、600℃/700 MPa的高温持久寿命对比分析。试验结果表明,轮毂、辐板及轮缘位置的晶粒组织存在显著差异,其中轮毂晶粒度为4级(平均晶粒尺寸为84μm),辐板晶粒度为3级(平均晶粒尺寸为120μm),轮缘晶粒度为2级(平均晶粒尺寸为183μm)。不同部位试样的γ′-γ″复合相均以球状弥散析出。轮毂和辐板位置的η相呈长针状,尺寸较大,且与晶界平行分布;轮缘部位的η相呈短棒状析出,尺寸较小,在晶界的排列比较分散。不同位置的高温拉伸强度无明显差异,轮毂部位的低周疲劳性能最优(4363循环周次),而轮缘部位的高温拉伸塑性和持久寿命最优(1259 h)。gh4706涡轮盘锻件不同部位的组织差异性对其高温力学性能的影响较为显著。

关键词： gh4706合金涡轮盘晶粒度高温力学性能

gh4706合金的热变形行为与显微组织演化

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材料工程 2015年第2期43卷 41-46页

作者：黄烁王磊张北江赵光普东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室沈阳110819 钢铁研究总院高温材料研究所北京100081

在Gleeble 3800热模拟试验机上进行gh4706合金的热压缩实验,研究了变形温度为900～1150℃、应变速率为0.001～1s^-1范围内合金的热变形行为。结果表明：gh4706合金的真应力-真应变曲线呈现出流变软化特征,随变形温度增加或应变速率减小... 详细信息

在Gleeble 3800热模拟试验机上进行gh4706合金的热压缩实验,研究了变形温度为900～1150℃、应变速率为0.001～1s^-1范围内合金的热变形行为。结果表明：gh4706合金的真应力-真应变曲线呈现出流变软化特征,随变形温度增加或应变速率减小,峰值应力逐渐降低,峰值应变逐渐减小。合金的本构关系可由双曲正弦函数描述,变形激活能为435.36kJ/mol,应力指数为4.13。合金的显微组织演化机制与Z参数密切相关,高Z值条件下主要发生动态回复,低Z值条件下主要发生动态再结晶与再结晶晶粒粗化。gh4706合金发生完全动态再结晶且不发生晶粒粗化的临界lnZ值为35。

关键词： gh4706合金热变形本构关系组织演化

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gh4706合金的动态再结晶与晶粒控制

材料研究学报 2014年第5期28卷 362-370页

作者：黄烁王磊张北江张文云赵光普东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室沈阳110819 钢铁研究总院高温材料研究所北京100081

采用双锥压缩实验结合有限元数值模拟,研究了变形温度、变形量对gh4706合金动态再结晶(DRX)与η相的影响,分析了发生DRX的临界条件,探讨了利用η相细化晶粒的方法。结果表明:gh4706合金DRX机制为应变诱发的不连续原始晶界弓出;临界DRX温... 详细信息

采用双锥压缩实验结合有限元数值模拟,研究了变形温度、变形量对gh4706合金动态再结晶(DRX)与η相的影响,分析了发生DRX的临界条件,探讨了利用η相细化晶粒的方法。结果表明:gh4706合金DRX机制为应变诱发的不连续原始晶界弓出;临界DRX温度(TDRX)为975℃,而临界变形量(εDRX)则取决于变形温度与变形生热。由于η相的溶解温度近于TDRX,当合金在略低于TDRX温度变形时,有部分η相残留,具有阻碍亚晶界或晶界迁移的效果。由此,对gh4706合金在变形温度低于TDRX条件下进行大变形,可利用η相与再结晶的交互作用,细化合金晶粒。

关键词：金属材料 gh4706合金双锥试样显微组织动态再结晶

稳化处理时间对gh4706合金显微组织演化及力学性能的影响

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稀有金属材料与工程 2015年第1期44卷 219-223页

作者：黄烁王磊张北江赵光普胥国华秦鹤勇东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室辽宁沈阳110819 钢铁研究总院北京100081

在定量统计析出相含量变化规律的基础上,研究了稳化处理时间对gh4706合金显微组织演化及力学性能的影响机理。结果表明：稳化处理后gh4706合金的主要析出相为小尺寸γ＇-γ＇＇共析出相、大尺寸γ＇相与η相。随稳化处理时间的延长,gh4... 详细信息

在定量统计析出相含量变化规律的基础上,研究了稳化处理时间对gh4706合金显微组织演化及力学性能的影响机理。结果表明：稳化处理后gh4706合金的主要析出相为小尺寸γ＇-γ＇＇共析出相、大尺寸γ＇相与η相。随稳化处理时间的延长,gh4706合金析出的η相由链状向胞状与针状演化,η相的析出长大逐渐消耗大尺寸γ＇相,使得η相周围的析出相贫化区逐渐粗化。稳化处理1~3 h可改善gh4706合金的室温、高温强度与持久寿命,但牺牲冲击韧性。当稳化时间延长至5 h时,gh4706合金的高温强度、韧性与持久性能均出现劣化现象,因此gh4706大尺寸涡轮盘锻件不宜采用长时稳化处理。

关键词： gh4706合金稳化处理时间 η相显微组织演化

热处理工艺对gh4706合金显微组织与力学性能的影响

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材料与冶金学报 2014年第3期13卷 177-180,192页

作者：胥国华黄烁王磊张北江秦鹤勇赵光普钢铁研究总院高温材料研究所北京100081 东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室沈阳110819

为掌握热处理工艺对gh4706合金组织性能的影响规律,研究了A、B、MST三种热处理工艺与合金组织性能的相关关系.结果表明,gh4706合金的主要强化相为γ'相与γ'/γ″共析出相,η相附近易形成γ'、γ″相贫化区.A工艺在中间时效阶段析出的... 详细信息

为掌握热处理工艺对gh4706合金组织性能的影响规律,研究了A、B、MST三种热处理工艺与合金组织性能的相关关系.结果表明,gh4706合金的主要强化相为γ'相与γ'/γ″共析出相,η相附近易形成γ'、γ″相贫化区.A工艺在中间时效阶段析出的大尺寸γ'相与时效阶段析出的小尺寸γ'/γ″共析出相能够起到错配强化的效果,增大合金的室温拉伸强度.室温下η相为脆性相,不利于室温拉伸塑性与冲击韧性,因而B工艺的室温塑性与冲击韧性最佳.高温下η相能够起到协调晶内与晶界变形的作用,提高合金的650℃/690 MPa持久寿命与塑性,但过量η相析出不利于合金的持久寿命.

关键词： gh4706合金热处理显微组织力学性能

锻造温度及热处理制度对gh4706合金组织与性能的影响

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锻造温度及热处理制度对GH4706合金组织与性能的影响

作者：王冲东北大学

学位级别：硕士

重型燃气轮机是目前效率最高的热-功转换类设备,随着燃机热效率和功率的提升,作为关键热端部件之一的大尺寸透平轮盘选材逐渐升级为gh4706合金。gh4706合金(对应Incone1706)是一种沉淀强化型Fe-Ni基变形高温合金,可用于超大尺寸轮盘的... 详细信息

重型燃气轮机是目前效率最高的热-功转换类设备,随着燃机热效率和功率的提升,作为关键热端部件之一的大尺寸透平轮盘选材逐渐升级为gh4706合金。gh4706合金(对应Incone1706)是一种沉淀强化型Fe-Ni基变形高温合金,可用于超大尺寸轮盘的制备。然而,大尺寸涡轮盘的制备及加工其国内研究基本处于空白。鉴于此,本文针对gh4706合金轮盘锻件实际生产中的热变形及热处理过程,研究了合金的热变形行为,分析在不同锻造拔长温度、固溶温度和时间以及稳定化处理制度下,合金显微组织变化规律及其对拉伸、持久等力学性能的影响,并深入探究影响机理,为大尺寸轮盘锻件的国产化提供数据和原理支撑。结果表明,gh4706合金在热变形中发生了明显的动态再结晶,真应力-真应变曲线表现出稳态流变特征。本构关系可用Arrhenius双曲正弦方程表达,在950～1150℃、应变速率0.001～1 s-1下,变形激活能为380.61 kJ/mol,应力指数为3.82。将该本构方程合金数据库运用于数值仿真,优化了超大尺寸gh4706合金透平轮盘锻件热加工工艺,解决了设备行程及载荷问题,支撑了我国首次成功制备出10 T级高温合金轮盘锻件。合金经1060℃锻造再结晶体积分数最高;1110℃锻造次之;1010℃锻造最低。合金经980℃固溶2 h,1010℃锻造再结晶体积分数高于1110℃锻造,1060℃锻造再结晶体积分数仍最高,但重合点阵晶界(Coincidence Site Lattice,CSL)明显减少。gh4706合金动态再结晶中会生成低能CSL,并伴随孪晶。gh4706合金1010℃锻造时主要发生不连续动态再结晶形核,1110℃锻造时则同时发生连续动态再结晶与不连续动态再结晶机制形核,而1060℃锻造时则是由于孪晶界在变形中改变取向变为大角度晶界而形核。随固溶温度的升高,合金的室温拉伸强度及持久性能降低,940℃固溶的合金室温冲击吸收功较低。随固溶温度升高,晶界η相尺寸均逐渐减小,1010℃固溶时孪晶界有γ'相析出使晶界平直降低持久性能,固溶时间对合金组织与性能的影响较小。940℃固溶后的合金持久断口为杯锥状,其他固溶温度条件下的断口均为由沿晶断裂区、穿晶断裂区和瞬断区组成的典型持久断裂形貌。合金经稳定化处理后η相呈单个片状分布在晶界附近、γ'相细化,可显著提高合金的持久寿命。持久断口观察发现,虽仍为沿晶断裂,但已具有台阶状准解理断裂特征,持久寿命的提高来源于晶界强化与晶内强化的共同作用。

关键词： gh4706合金本构关系动态再结晶热处理制度组织与性能优化

重型燃机gh4706合金超大型涡轮盘制备工艺的优化与实施

同方学位论文库评论

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重型燃机GH4706合金超大型涡轮盘制备工艺的优化与实施

微量元素P、B对gh4706合金力学性能的影响

第十三届中国高温合金年会

作者：赵光普张北江黄烁秦鹤勇张文云阚智魏志刚齐占福谢静钢铁研究总院高温材料研究所抚顺特殊钢股份有限公司宝钢特殊钢事业部中国第二重型机械集团公司万航模锻股份有限公司

地面重型燃机用高温合金涡轮盘重量达到6t,直径超过2000mm,是规格最大的高温合金锻件。采用三联工艺熔炼了10t的gh4706合金自耗锭,通过引入镦拔工艺和先进温度控制技术,在快锻机上实现了铸态组织破碎与细晶棒坯制备。应用数值模拟技术... 详细信息

地面重型燃机用高温合金涡轮盘重量达到6t,直径超过2000mm,是规格最大的高温合金锻件。采用三联工艺熔炼了10t的gh4706合金自耗锭,通过引入镦拔工艺和先进温度控制技术,在快锻机上实现了铸态组织破碎与细晶棒坯制备。应用数值模拟技术对涡轮盘模锻成型工艺进行优化,从而最大限度地利用设备载荷提升锻件组织性能,在8万吨油压机上成功实现了模锻成型,盘上组织性能全面达到技术指标的要求。

关键词： gh4706合金涡轮盘三联冶炼反复镦拔开坯模锻成型

来源： cnki会议评论

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微量元素P、B对GH4706合金力学性能的影响