一种确定镍基单晶高温合金残余偏析的方法
镍基单晶高温合金是一种重要的高温结构材料，广泛应用于航空航天、能源等领域。然而，由于材料的制备和加工过程中的各种因素，常常会导致合金中出现残余偏析现象，影响材料的力学性能和耐腐蚀性能。因此，确定镍基单晶高温合金中的残余偏析情况对于材料性能的评估和优化具有重要意义。
确定镍基单晶高温合金残余偏析的方法有很多种，下面我们将介绍一种常用的方法。
我们需要收集镍基单晶高温合金的样品，并进行预处理。预处理包括将样品进行切割、打磨和抛光，以便于后续的分析和观察。
接下来，我们可以使用扫描电子显微镜（SEM）对样品进行观察和分析。SEM可以提供高分辨率的表面形貌和成分分布信息。通过SEM的能谱分析功能，我们可以获得镍基单晶高温合金中各个元素的含量和分布情况。通过比较不同区域的元素含量，我们可以初步判断是否存在残余偏析现象。
除了SEM，我们还可以使用透射电子显微镜（TEM）进行更加详细的观察和分析。TEM可以提供更高分辨率的图像，能够观察到更细微的微观结构和成分变化。通过TEM的能谱分析功能，我们可以获取更加准确的元素含量和分布信息，对残余偏析现象进行更加详细
的表征。
X射线衍射（XRD）也是一种常用的分析方法。XRD可以提供样品的晶体结构信息和晶格参数。通过对镍基单晶高温合金进行XRD分析，我们可以确定样品的晶体结构和晶格畸变情况，进一步了解残余偏析的形成机制。
除了上述的表面和微观结构的观察分析方法，我们还可以使用化学分析方法对镍基单晶高温合金进行成分分析。常用的化学分析方法包括电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）和电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）。通过化学分析，我们可以获得镍基单晶高温合金中各个元素的含量信息，从而确定残余偏析的程度和成分分布情况。
确定镍基单晶高温合金残余偏析的方法包括SEM、TEM、XRD和化学分析等多种手段。通过这些方法的综合运用，可以全面了解镍基单晶高温合金的残余偏析情况，为材料性能的评估和优化提供科学依据。在实际应用中，我们可以根据具体情况选择合适的方法或者组合使用多种方法，以获得更加准确和全面的结果。
镍基单晶高温合金γ-Ni-γ'-Ni3Al相界中合金元素偏析行为及其对相界热力学稳定性和断裂强度的影响 镍基单晶高温合金是一类在高温环境下应用广泛的材料，拥有优异的高温强度和抗氧化性能。该类合金通常由γ-Ni基体和γ'-Ni3Al间质相构成。然而，合金元素在γ/γ'相界中的偏析行为对合金的性能和稳定性具有重要影响。 γ/γ'相界是合金中重要的界面区域，其热力学稳定性和断裂强度直接影响着合金的整体性能。过量的合金元素偏析会导致相界区域的化学成分不均匀，进而影响相界区域的力学性能。因此，了解合金元素在相界中的偏析行为对于设计和开发镍基单晶高温合金至关重要。 在γ-Ni/γ'-Ni3Al相界中，几种主要的合金元素，如钨（W）、铌（Nb）和铝（Al），都存在偏析倾向。这些元素在常温下主要弥散在γ-Ni基体中，但在高温下会向γ'-Ni3Al 间质相或两相界面偏聚。根据研究发现，这种偏析行为与相界区域的能量状态密切相关。以钨为例，其属于γ'-Ni3Al相中的强晶界偏析元素，添加适量的钨可以提高合金的断裂韧性；而过量的钨偏析则会导致相界区域的脆化，降低合金的强度和耐久性。 除了偏析行为的影响外，合金元素还可以通过改变相界区域的化学成分进而影响相界的热力学稳定性。实验和模拟研究表明，钨的添加可以提高相界的热稳定性，减少相界二次相的析出，从而提高合金的高温强度和抗氧化性能。然而，相界区域的化学成分也受到其他因素的影响，如固溶度限制和固相反应等，这些因素进一步增加了相界区域的复杂性。 总而言之，镍基单晶高温合金γ-Ni/γ'-Ni3Al相界中的
合金元素偏析行为对其热力学稳定性和断裂强度具有重要影响。了解合金元素在相界中的偏析行为可以为合金的设计和开发提供重要的指导。因此，在开发新的镍基单晶高温合金时，需要综合考虑合金元素的偏析行为，并通过合适的合金设计和热处理方法来控制相界区域的化学成分，从而实现材料的优良性能。这将有助于推动镍基单晶高温合金在高温环境下的应用 综上所述，合金元素在镍基单晶高温合金γ-Ni/γ'- Ni3Al相界中的偏析行为对合金的热力学稳定性和断裂强度起 着重要作用。适量的合金元素可以提高合金的断裂韧性，而过量的元素偏析则会导致相界区域的脆化，降低合金的强度和耐久性。同时，合金元素的添加还可以改变相界区域的化学成分，影响相界的热稳定性，从而提高合金的高温强度和抗氧化性能。然而，相界区域的化学成分受到固溶度限制和固相反应等因素的影响，增加了相界区域的复杂性。因此，在开发新的镍基单晶高温合金时，需要综合考虑合金元素的偏析行为，并通过合适的合金设计和热处理方法来控制相界区域的化学成分，以实现材料的优良性能。这将有助于推动镍基单晶高温合金在高温环境下的应用
【材料论文】Inconel 718镍基高温合金分析与研究-午虎特种合金技术部 一、Inconel 718 概述 Inconel 718合金是以体心四方的γ"和面心立方的γ′相沉淀强化的镍基高温合金，在-253～700℃温度范围内具有良好的综合性能,650℃以下的屈服强度居变形高温合金的首位,并具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化、耐腐蚀性能,以及良好的加工性能、焊接性能和长期组织稳定性，能够制造各种形状复杂的零部件，在宇航、核能、石油工业中，在上述温度范围内获得了极为广泛的应用。 该合金的另一特点是合金组织对热加工工艺特别敏感，掌握合金中相析出和溶解规律及组织与工艺、性能间的相互关系，可针对不同的使用要求制定合理、可行的工艺规程，就能获得可满足不同强度级别和使用要求的各种零件。供应的品种有锻件、锻棒、轧棒、冷轧棒、圆饼、环件、板、带、丝、管等。可制成盘、环、叶片、轴、紧固件和弹性元件、板材结构件、机匣等零部件在航空上长期使用。 1.1 Inconel 718 材料牌号 Inconel 718 1.2 Inconel 718 相近牌号 Inconel 718(美国),NC19FeNb(法国) 1.3 Inconel 718 材料的技术标准 GJB 2612-1996 《焊接用高温合金冷拉丝材规范》 HB 6702-1993 《WZ8系列用Inconel 718合金棒材》 GJB 3165 《航空承力件用高温合金热轧和锻制棒材规范》 GJB 1952 《航空用高温合金冷轧薄板规范》 GJB 1953《航空发动机转动件用高温合金热轧棒材规范》 GJB 2612 《焊接用高温合金冷拉丝材规范》 GJB 3317《航空用高温合金热轧板材规范》 GJB 2297 《航空用高温合金冷拔（轧）无缝管规范》 GJB 3020 《航空用高温合金环坯规范》 GJB 3167 《冷镦用高温合金冷拉丝材规范》 GJB 3318 《航空用高温合金冷轧带材规范》 GJB 2611《航空用高温合金冷拉棒材规范》 YB/T5247 《焊接用高温合金冷拉丝》 YB/T5249 《冷镦用高温合金冷拉丝》 YB/T5245 《普通承力件用高温合金热轧和锻制棒材》 GB/T14993《转动部件用高温合金热轧棒材》 GB/T14994 《高温合金冷拉棒材》 GB/T14995 《高温合金热轧板》 GB/T14996 《高温合金冷轧薄板》 GB/T14997 《高温合金锻制圆饼》 GB/T14998 《高温合金坯件毛坏》 GB/T14992 《高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号》 HB 5199《航空用高温合金冷轧薄板》 HB 5198 《航空叶片用变形高温合金棒材》 HB 5189 《航空叶片用变形高温合金棒材》 HB 6072 《WZ8系列用Inconel 718合金棒材》 1.4 Inconel 718 化学成分该合金的化学成分分为3类：标准成分、优质成分、高纯成分，见表1-1。优质成分的在标准成分的基础上降碳增铌，从而减少碳化铌的数量，减少疲劳源和
一种确定镍基单晶高温合金残余偏析的方法 镍基单晶高温合金是一种重要的高温结构材料，广泛应用于航空航天、能源等领域。然而，由于材料的制备和加工过程中的各种因素，常常会导致合金中出现残余偏析现象，影响材料的力学性能和耐腐蚀性能。因此，确定镍基单晶高温合金中的残余偏析情况对于材料性能的评估和优化具有重要意义。 确定镍基单晶高温合金残余偏析的方法有很多种，下面我们将介绍一种常用的方法。 我们需要收集镍基单晶高温合金的样品，并进行预处理。预处理包括将样品进行切割、打磨和抛光，以便于后续的分析和观察。 接下来，我们可以使用扫描电子显微镜（SEM）对样品进行观察和分析。SEM可以提供高分辨率的表面形貌和成分分布信息。通过SEM的能谱分析功能，我们可以获得镍基单晶高温合金中各个元素的含量和分布情况。通过比较不同区域的元素含量，我们可以初步判断是否存在残余偏析现象。 除了SEM，我们还可以使用透射电子显微镜（TEM）进行更加详细的观察和分析。TEM可以提供更高分辨率的图像，能够观察到更细微的微观结构和成分变化。通过TEM的能谱分析功能，我们可以获取更加准确的元素含量和分布信息，对残余偏析现象进行更加详细
的表征。 X射线衍射（XRD）也是一种常用的分析方法。XRD可以提供样品的晶体结构信息和晶格参数。通过对镍基单晶高温合金进行XRD分析，我们可以确定样品的晶体结构和晶格畸变情况，进一步了解残余偏析的形成机制。 除了上述的表面和微观结构的观察分析方法，我们还可以使用化学分析方法对镍基单晶高温合金进行成分分析。常用的化学分析方法包括电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）和电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）。通过化学分析，我们可以获得镍基单晶高温合金中各个元素的含量信息，从而确定残余偏析的程度和成分分布情况。 确定镍基单晶高温合金残余偏析的方法包括SEM、TEM、XRD和化学分析等多种手段。通过这些方法的综合运用，可以全面了解镍基单晶高温合金的残余偏析情况，为材料性能的评估和优化提供科学依据。在实际应用中，我们可以根据具体情况选择合适的方法或者组合使用多种方法，以获得更加准确和全面的结果。
镍基单晶高温合金研究进展 孙晓峰，金涛，周亦胄，胡壮麒 （中国科学院金属研究所，沈阳 110016） 摘要：单晶高温合金具有较高的高温强度、良好的抗氧化和抗热腐蚀性能、优异的蠕变与疲劳抗力、良好的组织稳定性和使用可靠性，广泛应用于涡轮发动机等先进动力推进系统涡轮叶片等部件。由于采用定向凝固工艺消除了晶界，单晶高温合金明显减少了降低熔点的晶界强化元素，使合金的初熔温度提高，能够在较高温度范围进行固溶和时效处理，其高温强度比等轴晶和定向柱晶高温合金大幅度提高。经过几十年的发展，单晶高温合金已经在合金设计方法、组织结构与力学性能关系、纯净化冶炼工艺和定向凝固工艺等方面取得了重要进展。本文从单晶高温合金成分特点、合金元素作用、强化机理、力学性能各向异性、凝固过程及缺陷控制、单晶制备工艺等方面，简要介绍了单晶高温合金的主要研究进展。 关键词：单晶高温合金；强化机理；定向凝固；各向异性 Research Progress of Nickel-base Single Crystal Superalloys Sun Xiaofeng, Jin Tao, Zhou Yizhou, Hu Zhuangqi (Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China) Abstract:Single crystal superalloys have been widely used to make turbine blades and guide vanes for aero-engines and industrial gas turbines because of improved strength, creep-rupture, fatigue, oxidation and hot corrosion properties as well as stable microstructure and reliability at high temperature environments. After removal of grain boundary by using directional solidification technique, grain boundary elements which decrease the incipient melting temperature were reduced remarkably in single crystal superalloys. Consequently, the solution and aging treatment of single crystal superalloys can be done at higher temperature due to the enhanced incipient melting temperature, and then the high temperature strength of single crystal superalloys is higher than that of equiaxed and directionally solidified superalloys. There were great progress on approach of alloy design, relationship between structure and mechanical performances, process of pure smelting and processing of directional solidification in the last decades. The present work reviews these progress from compositions of alloys, role of elements, mechanism of strengthening, anisotropy of mechanical properties, procedure of solidification, control of defects and processing of single crystal superalloys. Key words：single crystal superalloy；mechanism of strengthening；directional solidification；anisotropy of properties —————————————————— 基金项目：国家973计划项目（2010CB631206） 通讯作者：孙晓峰，男，1964年生，研究员，博士生导师
镍基高温合金的制备及其高温性能研究 一、背景介绍 随着先进制造技术的不断发展和高科技产业的快速崛起，镍基高温合金作为一种高性能材料，已逐渐成为航空、航天、能源等领域的重要材料。这种材料具有良好的高温抗氧化、高温强度、耐磨性和抗蠕变等性能，广泛地应用于制造飞机发动机、燃气轮机、船舶引擎、核反应堆等领域。 然而，与其他金属材料相比，镍基高温合金的制备工艺较为繁琐，性能也受到多种因素的影响。因此，对镍基高温合金的制备和性能研究具有十分重要的意义。 二、制备方法 目前，制备镍基高温合金的方法主要有粉末冶金法、熔化法和溶液热法等。 粉末冶金法是以合金粉末为原料，在定型、烧结等工艺步骤下完成制备过程。这种方法可实现复杂形状的零部件生产，且原料利用率高，但所得的合金组织非常致密，致使制造成本较高。 熔化法是将高纯金属和金属合金按配比投放电熔炉或其他加热装置中熔融混合，以制备出目标合金。这种方法制备出的合金均
性好，适用于生产大块或复杂形状零部件，但能耗较高，且加工 难度较大。 溶液热法是将金属盐等置于水相或有机相中，在一定条件下反应，形成金属氢氧化物沉淀，经过煮沸、过滤、洗涤、干燥等工 艺得到金属氢氧化物前驱体，再通过煅烧还原法，制备出镍基高 温合金。这种方法制备成本较低，且制备出的合金组织致密度高、高温性能优异，但工艺参数控制难度较大。 三、研究进展 近年来，国内外学者在镍基高温合金的制备和高温性能方面取 得了一些新的研究进展。 1. 动力热处理 动力热处理是一种将镍基高温合金零部件在高温下进行加热、 压缩、拉伸等多种机械变形处理，增强其高温力学性能的方法。 研究表明，动力热处理可以促进高温合金晶粒细化，消除缺陷和 应力集中，并改善抗蠕变和抗氧化性能。 2. 金属基复合材料 金属基复合材料采用两种或两种以上的材料进行复合，形成具 有新颖结构和优异性能的新材料。研究表明，镍基高温合金与碳 纤维、硅颗粒、氧化物等材料的复合可以显著提高合金材料的高 温性能。
K465镍基高温合金的研究共3篇 K465镍基高温合金的研究1 K465镍基高温合金的研究 随着工业化的发展，高温合金已经成为一种非常重要的材料。高温合金具有高温下的稳定性和耐腐蚀性，在一些高温环境下有着广泛的应用。K465镍基高温合金是一种应用广泛的高温合金。 K465镍基高温合金是一种有着优秀高温性能的金属材料。它的主要成分是镍、铬和钼。在高温下，K465合金具有良好的耐氧化性和耐腐蚀性。这种合金在高温下还具有高的强度和良好的塑性。K465合金是一种适用于航空、化工等领域的高性能材料。 K465镍基高温合金的研究是一项重要的课题。近年来，K465合金的研究已经成为了材料科学领域的研究热点之一。在国内外的研究者的共同努力下，K465高温合金已经取得了一系列的进展。 在K465镍基高温合金的研究中，研究者首先需要了解合金的组成和结构。这项工作是研究的基础。合金的组成和结构可以影响合金的性能和应用范围。随着先进技术的不断发展，合金组成和结构的分析方法也得到了很大的提升。现代的分析方法可以从微观和宏观两个方面对材料进行分析。
在K465镍基高温合金的研究中，还需要对合金的物理和化学性质进行研究。材料的性质直接影响着材料的应用。通过实验方法，可以对K465合金的物理和化学性质进行深入的了解，为合金的应用和改进提供科学依据。 在K465镍基高温合金的研究中，研究者也需要了解合金在高温环境下的行为。高温下的合金的性能与室温下的合金不同，因此了解合金在高温环境下的行为对高温合金的应用和改进至关重要。高温实验平台的建设和实验方法的研究也是这一领域的重要方向。 总的来说，K465镍基高温合金的研究是一项复杂而重要的课题。在这一领域，需要有跨学科的研究和合作。随着高温合金研究的不断深入，K465合金的应用范围也将会不断扩大，为科技的进步和工业的发展做出越来越大的贡献 综上所述，K465镍基高温合金的研究需要综合运用现代分析方法，深入了解其组成、结构、物理和化学性质以及在高温环境下的行为，从而开发出更优质的合金材料，促进科技和工业的发展。在未来，高温合金领域将会得到更多的投入和重视，有望取得更多的进展和突破 K465镍基高温合金的研究2 K465镍基高温合金的研究 K465镍基高温合金是一种新型的高温合金材料，具有优异的高温性能和机械性能。近年来，随着航空、航天、能源等领域
某镍基单晶高温合金塑性变形与失效分析 李林骏; 胡绪腾; 宋迎东; 孟卫华 【期刊名称】《《航空发动机》》 【年(卷),期】2019(045)005 【总页数】6页(P97-102) 【关键词】镍基单晶高温合金; 各向异性; 广义Hill准则; 反衍优化; 失效分析; 航空发动机 【作者】李林骏; 胡绪腾; 宋迎东; 孟卫华 【作者单位】南京航空航天大学能源与动力学院南京210016; 机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016; 中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412002【正文语种】中文 【中图分类】V231.91 0 引言 镍基单晶高温合金具有良好的高温性能，广泛应用于高性能航空发动机上[1-2]。 然而，镍基单晶合金具有宏观各向异性的特点，其塑性变形与失效分析一直是难点。目前，用于分析预测镍基单晶高温合金受载变形行为的方法大致分为宏观唯像法与细观晶体塑性理论2类[3-6]。晶体塑性理论必须考虑单晶材料的滑移规律，而滑 移规律十分复杂，且该类理论用于分析3维问题时，在数值积分上具有较大难度，因此在工程应用中受到较大限制[7-8]；宏观唯像法以Hill模型[9-10]为代表，在
von mises模型的基础上，通过引入各向异性参数，可以对正交各向异性材料进 行力学行为分析。此类模型较为简便，广泛应用于工程实际中，许多学者对此模型进行了修正与改进。丁智平等[3]通过增加1项由应力偏张量分量的2次乘积项构 成的应力不变量，对Hill屈服模型进行修正，能够较好地预测出拉剪耦合效应的 影响；赵萍等[11]通过在Hill屈服准则中加入含有剪切应力的项对初始Hill屈服准则进行修正，修正后的模型能够对DD3单晶的[001]、[110]、[111]3个取向的屈服应力进行较为准确地预测；C.F.SHIH等[12]细化了表征屈服应力取向依赖性的 参数，并引入描述拉压屈服应力不对称的参数，提出了广义Hill模型。 以上研究大多集中在对镍基单晶高温合金屈服强度的预测上，并没有考虑屈服后材料的塑性变形行为与材料在复杂应力状态下所能承受的极限载荷预测。随着航空发动机推重比要求的提高，对材料性能的要求也日益提升，仅仅对材料的屈服强度进行有效预测已不能满足工程设计分析的需要。本文基于广义Hill模型，根据某镍 基单晶高温合金的室温和缺口拉伸试验数据，采用反衍优化方法建立镍基单晶高温合金的各向异性本构模型，在此基础上对单晶材料缺口试件在复杂应力状态下的塑性变形行为进行分析预测，并结合Freudenthal失效准则[13]对缺口试件的抗拉 强度进行预测分析。 1 镍基单晶高温合金光滑与缺口试件拉伸试验 本文对某镍基单晶高温合金光滑平板试件和3种缺口平板试件（np-r2.5、np-r6、np-sn）进行室温拉伸试验，试验件如图1～4所示，图中数据单位均为mm。所有试件的最长对称轴轴线方向与单晶材料的 [001]取向重合。 图1 光滑平板件 图2 缺口平板np-r2.5 图3 缺口平板np-r6 图4 缺口平板np-sn
三种镍基单晶高温合金的热腐蚀行为研究 （实用版） 目录 1.研究背景和目的 2.镍基单晶高温合金的种类和性能 3.热腐蚀行为的实验方法和过程 4.实验结果及分析 5.结论和展望 正文 1.研究背景和目的 镍基单晶高温合金是一种具有优异的高温抗氧化性、抗热腐蚀性、抗磨损性和高温强度的合金材料，广泛应用于航空航天、能源、化工等高温环境中。然而，在高温腐蚀环境下，镍基单晶高温合金的腐蚀行为会对其性能产生影响，因此研究镍基单晶高温合金的热腐蚀行为具有重要的实际意义。本研究旨在通过对三种镍基单晶高温合金的热腐蚀行为进行研究，为提高镍基单晶高温合金在高温腐蚀环境下的性能提供理论依据。 2.镍基单晶高温合金的种类和性能 本研究选取了三种常见的镍基单晶高温合金，分别为 K35、C276 和Incoloy825。这三种合金具有优异的性能，如高温抗氧化性、抗热腐蚀性、抗磨损性和高温强度等。 （1）K35 合金：K35 合金是一种以镍为主要元素，含铬、钼、钴等元素的镍基铸造高温合金。其具有较高的高温强度、抗氧化性和抗热腐蚀性，适用于高温高压环境中的阀门、泵等设备。 （2）C276 合金：C276 合金是一种以镍为主要元素，含铬、钼、钨、钴等元素的镍基高温合金。其具有优异的抗氧化性、抗热腐蚀性和高温强
度，广泛应用于航空航天、化工设备、原油、天然气生产设备及运输管道等腐蚀性较强的环境中。 （3）Incoloy825 合金：Incoloy825 合金是一种加入了 Cu、Mo、Ti 和 Cr 的铁镍基合金，具有良好的抗 Cl 腐蚀、抗氧化、抗点蚀及抗中性及还原性的酸和碱的能力。其广泛应用于航空航天、化工设备、原油、天然气生产设备及运输管道等腐蚀性较强的环境中。 3.热腐蚀行为的实验方法和过程 本实验采用电化学腐蚀试验方法，对三种镍基单晶高温合金在 800～900 的高温环境下的热腐蚀行为进行研究。具体实验过程如下：（1）将三种镍基单晶高温合金分别加工成相同的试样； （2）将试样放入 800～900 的高温环境中，保持一段时间； （3）取出试样，用腐蚀重量法测定试样的腐蚀重量； （4）对试样进行表面形貌观察和分析，了解腐蚀形态； （5）对试样进行 X 射线能量色散光谱 (EDS) 分析，了解腐蚀成分。 4.实验结果及分析 通过实验，得到了三种镍基单晶高温合金在 800～900 的高温环境下的热腐蚀行为。结果表明，三种合金在高温环境下均发生了明显的热腐蚀，且腐蚀形态和腐蚀成分有所不同。 （1）K35 合金：K35 合金在 800 的高温环境下，腐蚀速度较快，腐蚀形态为表面形成黄色锈蚀。EDS 分析结果显示，腐蚀成分主要为氧化镍(NiO) 和三氧化二镍 (Ni2O3)。 （2）C276 合金：C276 合金在 800 的高温环境下，腐蚀速度较慢，腐蚀形态为表面形成黑色锈蚀。EDS 分析结果显示，腐蚀成分主要为氧化铬 (Cr2O3) 和三氧化二铬 (Cr2O3)。 （3）Incoloy825 合金：Incoloy825 合金在 800 的高温环境下，腐
镍基高温合金中合金元素晶界偏析行为及其对晶界性能 的影响 镍基高温合金是一类具有优异高温力学性能的合金材料，在航空航天、能源等领域具有重要的应用价值。而晶界是镍基高温合金中晶粒之间的分界面，其特性对合金的整体性能具有重要影响。本文将探讨镍基高温合金中合金元素晶界偏析行为及其对晶界性能的影响。 首先，我们需要了解晶界偏析现象。晶界是由不同晶粒的结合面组成，晶界处原子之间存在着不同的化学环境和缺陷。在合金元素的作用下，晶界处的元素分布会发生偏离均匀分布的现象，这就是晶界偏析。晶界偏析行为受多种因素影响，包括合金元素的种类、浓度、晶界能等。 其次，我们探讨晶界偏析对晶界性能的影响。晶界偏析会引起晶界处的化学变化，导致晶界能量增加或减小。晶界能量的变化会直接影响晶界的稳定性和力学性能。例如，合金元素在晶界上的偏离行为可能会导致晶界能增加，从而降低晶界的稳定性。此外，偏析元素还会影响晶界的扩散速率和位错活动程度，进而影响合金的变形行为和抗氧化性能。 晶界的稳定性是镍基高温合金中晶界性能的关键因素之一。晶界能量的变化对晶界的疲劳裂纹扩展行为、晶界滑移和扩散等都有影响。当晶界处存在着偏析元素时，晶界能量的变化会导致衍射位错的形成和运动，从而增加了晶界的应力集中程度，提高了晶界的屈服强度和断裂韧性。 此外，晶界偏析还对镍基高温合金的抗氧化性能产生影响。晶界是合金中最容易发生氧化的部分，而偏析元素的存在会改变晶界化学成分，进而影响晶界处的氧化行为。一些元素的偏
源会明显降低晶界的抗氧化能力，导致合金在高温环境下的氧化速率加快。 为了降低晶界偏析的影响，我们可以考虑优化合金配方和加工工艺。通过选择合适的合金元素和控制元素浓度，可以减轻晶界偏析现象的发生。此外，采用适当的加工工艺，如热处理、变形处理等，也可以改善晶界的稳定性和性能。 综上所述，镍基高温合金中合金元素晶界偏析行为对晶界性能具有重要影响。晶界偏析会导致晶界能量变化，进而影响晶界的稳定性、力学性能和抗氧化性能。通过优化合金配方和加工工艺，可以减轻晶界偏析现象的发生，提高合金的综合性能。因此，进一步研究晶界偏析行为和其对合金性能的影响具有重要的理论意义和应用价值 综合来看，晶界偏析是影响镍基高温合金晶界性能的重要因素之一。晶界能量的变化会影响晶界的疲劳裂纹扩展行为、晶界滑移和扩散等。晶界偏析还会影响晶界的抗氧化性能，降低合金在高温环境下的氧化速率。为了减轻晶界偏析的影响，可以优化合金配方和加工工艺，选择合适的合金元素和控制元素浓度，并采用适当的加工工艺来改善晶界的稳定性和性能。因此，进一步研究晶界偏析行为和其对合金性能的影响具有重要的理论意义和应用价值
热加工工艺轮廓法测量镍基高温合金单晶叶片内部残余应力分布-概述说明以及解释 1.引言 1.1 概述 热加工工艺是一种广泛应用于材料加工领域的工艺方法。它通过对材料进行加热和塑性变形，以改变材料的形状和性能。在镍基高温合金单晶叶片的制造过程中，热加工工艺起着至关重要的作用。 本文旨在探讨轮廓法测量在镍基高温合金单晶叶片内部残余应力分布研究中的应用。轮廓法测量是一种常用的非破坏性测量方法，通过测量材料表面的轮廓变化，可以获得材料内部的残余应力分布情况。 文章的正文将分为几个主要部分进行介绍。首先，我们将对热加工工艺进行定义和背景介绍，包括其作用和分类。其次，我们将详细探讨轮廓法测量的原理、步骤和优势，并阐述轮廓法测量在镍基高温合金单晶叶片中的应用。接着，我们将深入研究镍基高温合金单晶叶片内部残余应力分布的形成原因和影响因素，并介绍测量方法和研究进展。最后，我们将阐述实验方法和结果，并总结主要发现、研究意义、不足之处以及进一步的研究方向。
通过本文的研究，我们可以更好地理解热加工工艺在镍基高温合金单晶叶片制造中的作用，并且可以利用轮廓法测量技术来研究材料内部的残余应力分布情况。这将有助于优化叶片的设计和制造过程，提高材料的性能和可靠性。同时，本文也将为进一步的研究提供了一些重要的方向和思路。写文章1.1 概述部分的内容 1.2 文章结构 本文共包括四个部分，分别为引言、正文、实验方法和结果以及结论。 引言部分（Chapter 1）主要介绍了本文的背景和目的。首先，对热加工工艺在材料加工中的重要性进行了概述，并指出了热加工工艺在提高材料性能和改善材料结构方面的作用。接着，简要介绍了文章的结构和各个章节的内容安排，以便读者对整个文章有一个整体的了解。最后，总结了本文的主要内容和观点。 正文部分（Chapter 2）是本文的重点，包括热加工工艺、轮廓法测量、镍基高温合金单晶叶片内部残余应力分布等内容。在2.1节中，将介绍热加工工艺的定义和背景、热加工工艺的作用以及在镍基高温合金单晶叶片中的应用。2.2节将详细介绍轮廓法测量的原理、步骤和优势，以及其在镍基高温合金单晶叶片内部残余应力分布中的应用。2.3节将讨论镍基高温合金单晶叶片内部残余应力分布的形成原因、影响因素以及测量方法和研究进展。最后，2.4节将介绍实验方法和结果，包括实验设计、步
热处理对镍基高温合金材料的热疲劳行为的 影响分析 热处理在材料工程中扮演着至关重要的角色，尤其是在镍基高温合 金材料的应用中。本文将对热处理对镍基高温合金材料的热疲劳行为 的影响进行分析，以期深入了解热处理过程如何改善这类材料的性能。 1. 镍基高温合金的热疲劳行为 镍基高温合金是一类具有良好高温性能的材料，广泛应用于航空航天、能源等领域。然而，由于高温和高应力环境的影响，这类材料容 易出现热疲劳现象，即在高温环境下受到力作用时产生疲劳开裂或失效。 2. 热处理对镍基高温合金的影响 2.1 晶粒尺寸的调控 通过热处理，可以调控镍基高温合金的晶粒尺寸。较大的晶粒尺寸 有助于提高材料的韧性和抗疲劳性能，从而减轻热疲劳引起的失效风险。 2.2 残余应力的释放 在热处理过程中，材料内部的残余应力可以得到释放。残余应力是 由于制备或变形过程中的温度变化和组织结构变化引起的。适当的热 处理可以消除或减少这些应力，从而减少热疲劳导致的裂纹和失效。 2.3 相变行为的优化
热处理可以通过优化相变行为来改善镍基高温合金的性能。相变行为的改善包括固溶体的析出和晶体形貌的控制，以增加材料的强度和韧性，从而提高热疲劳的抵抗能力。 3. 热处理工艺的选择 3.1 固溶处理 固溶处理是一种常用的热处理方法，通过加热将固溶体中的溶质溶解进入基体中，然后快速冷却以形成均匀的固溶体。固溶处理可以提高镍基高温合金的韧性和抗疲劳性能，并减少残余应力。 3.2 淬火处理 淬火处理是通过迅速冷却材料来形成细小的晶粒尺寸，进而提高镍基高温合金的强度和硬度。然而，过快的冷却速率可能导致材料产生内部应力，因此在淬火处理中需要适当控制冷却速率。 3.3 回火处理 回火处理是通过加热在淬火过程中形成的脆性相转变为韧性相。这一处理方法可以减轻材料的内部应力和脆性，并提供较好的热疲劳性能。 4. 热处理参数的重要性 热处理参数的选择对于热处理效果至关重要。包括热处理温度、时间和冷却速率等参数。这些参数的选择需要根据具体材料的成分和热处理的目的进行合理的设计和优化。
高温合金中镍基合金的析出相演变与力学性 能研究 第一章引言 高温合金是一种在高温环境下具有良好性能的材料，广泛应用于航空航天、能源等领域。镍基合金是一类重要的高温合金，在高温环境下具有优异的力学性能和抗氧化性能。然而，随着应用环境的加剧，镍基合金的性能要求也越来越高。在合金设计和改性方面，对于高温合金中析出相的演变与力学性能的研究变得尤为重要。 第二章析出相与微结构 2.1 析出相的定义与分类 高温合金中的析出相是指在固溶体基体中析出形成的第二相，它们可以显著影响合金的力学性能。根据组成和形态的不同，析出相可以分为粗大的碳化物、硼化物、硅化物等颗粒状相和细小的间隙型或团状相。粒状相通常对合金的强度有利，而间隙型或团状相则常常对合金的韧性产生较大影响。 2.2 析出相的形成机制 析出相形成的机制多种多样，可以是固溶体相变引起的，也可以是固溶体内结构不稳定导致的。其中，最常见的有沉淀析出、
固溶体相分解和固溶体共晶反应等。这些形成机制对于析出相的组成、形态和分布都有重要的影响。 2.3 析出相的显微组织观察方法 显微组织观察是研究高温合金中析出相的重要手段，常用的观察方法包括光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等。这些方法不仅可以观察析出相的形态、尺寸和分布，还可以获取更多的微观结构信息，如界面结构、晶粒取向等。 第三章析出相演变与力学性能 3.1 析出相对力学性能的影响 高温合金中的析出相可以通过多种方式影响力学性能。在强化作用方面，粒状相通过限制晶体滑移、阻碍位错运动等方式增加合金的屈服强度和抗拉强度；间隙型或团状相则可以通过吸收和消散位错，提升合金的延展性和抗疲劳性能。在韧性方面，粒状相的分布和尺寸对合金的韧性有着重要影响。 3.2 析出相演变与力学性能的关系 高温下，合金的组织和力学性能呈现出动态平衡状态，析出相的演变对力学性能有着重要影响。通过研究析出相的演变规律，可以得到相应的力学性能变化规律，为高温合金的设计和改性提供理论依据。
镍基高温合金金相腐蚀液和配制方法及腐蚀方法 随着工业化的不断发展，高温合金的应用越来越广泛。在高温、高压、强腐蚀环境下，镍基高温合金具有优异的耐蚀性、高温强度和耐热性，成为了航空、航天、能源等领域不可或缺的材料。然而，镍基高温合金在使用过程中也会受到各种腐蚀的影响，导致材料的失效。因此，研究镍基高温合金的腐蚀液、配制方法和腐蚀方法，对于提高材料的耐腐蚀性能具有重要意义。 一、镍基高温合金的腐蚀液 镍基高温合金的腐蚀液是指在高温、高压、强腐蚀环境下与镍基高温合金发生化学反应的液体。镍基高温合金的腐蚀液种类繁多，常见的有硫酸、硝酸、氢氟酸、氯化铵等。这些腐蚀液都具有一定的腐蚀性，能够对镍基高温合金表面产生一定的损伤和腐蚀。因此，研究镍基高温合金材料在不同腐蚀液中的腐蚀性能，对于选择合适的材料和腐蚀液具有重要意义。 二、镍基高温合金的配制方法 镍基高温合金的配制方法主要包括熔炼法、粉末冶金法、化学气相沉积法等。其中，熔炼法是最常用的一种方法。熔炼法是将各种金属元素按一定比例混合后，在高温下进行熔炼，然后经过铸造或锻造等加工工艺制成镍基高温合金。粉末冶金法是将各种金属元素制成粉末，然后在高温下进行烧结或热等静压成型，最终得到镍基高温合金。化学气相沉积法是将各种金属气体通过化学反应在基板上生成薄膜，经过多次沉积和热处理后形成镍基高温合金。不同的配制方法对镍基
高温合金的组织结构、力学性能和耐腐蚀性能都有一定的影响，因此选择合适的配制方法对于提高材料的性能具有重要意义。 三、镍基高温合金的腐蚀方法 镍基高温合金的腐蚀方法主要包括静态腐蚀和动态腐蚀。静态腐蚀是指将镍基高温合金样品放置在腐蚀液中静置一段时间，观察样品在腐蚀液中的腐蚀情况。动态腐蚀是指将镍基高温合金样品放置在流动的腐蚀液中，通过改变流速、温度、压力等条件，模拟实际工作环境下的腐蚀情况。静态腐蚀和动态腐蚀都能够模拟实际工作环境下的腐蚀情况，但动态腐蚀更接近实际情况，能够更准确地评估材料的耐腐蚀性能。 四、总结 镍基高温合金在高温、高压、强腐蚀环境下具有优异的性能，是航空、航天、能源等领域不可或缺的材料。研究镍基高温合金的腐蚀液、配制方法和腐蚀方法，对于提高材料的耐腐蚀性能具有重要意义。未来，我们还需要进一步深入研究镍基高温合金的耐腐蚀机制，为材料的设计和制备提供更加科学的依据。
关于热处理炉应用与有效加热区检测的 探讨 摘要：镍基单晶高温合金是一种广泛应用于航空发动机，燃气轮机热端涡轮叶片的先进金属材料。在高温环境下，该材料仍具备较高的强度，良好的塑性和断裂韧度，并且能维持优异的抗疲劳和蠕变特性、组织稳定性以及抗氧化与耐蚀性。相比于其他金属材料，镍基单晶高温合金中包含的大量合金元素会导致其在凝固过程中，在铸态组织的枝晶间富集Ａｌ、Ｔｉ和Ｔａ等γ′相形成元素，并在枝晶干富集Ｒｅ、Ｗ、Ｍｏ和Ｔａ等γ相形成元素，这使得此时的单晶高温合金性能变差，难以使各项指标达到最佳状态。本文对关于热处理炉应用与有效加热区检测进行分析，以供参考。 关键词：热处理炉；有效加热区；炉温检测 引言 辊底式连续热处理炉用于钢板、钢管、型钢和线材的退火、正火、淬火及回火处理。由于它功能多、热处理质量好、产量高，同时可以完全实现机械化和自动化控制，因而得到日益广泛的应用。长期以来，单张、薄规格、高温钢板的炉内输送一直是困扰辊底式热处理炉能力发挥的技术难题之一。本文引入炉辊切入点和炉辊切入角概念，并通过钢板接触炉辊瞬间的几何关系，推导出炉辊切入角与钢板挠度、炉辊直径、辊间距的关系，建立理论计算模型，计算了高温钢板挠度及相应的炉辊切入点与炉辊切入角，为薄规格、单张钢板连续辊底式热处理炉辊间距、直径的选择提供依据。 1热处理炉炉温均匀性测试新方法 (1)在测量一台热处理炉前，首先要看热处理炉说明书和相关技术资料，确定热处理炉的有效加热区的范围、类型等，同时还要和客户的技术人员确认。根据这些资料，计算出热处理炉有效加热区体积。(2)依据国家标准GB/T9452－
2012《热处理炉有效加热区测定方法》或GB/T30824－2014《燃气热处理炉温度 均匀性测试方法》，根据热处理炉规格、类型和体积大小计算出需要布点的数量。 (3)对于燃气热处理炉和箱式电阻炉，每台热处理炉都是由几个控温区组成的， 每个控温区都有热电偶来控制炉温，使热处理炉整个炉膛内温度达到平衡。根据 被测热处理炉规格确定热处理炉控温区数量，以每个控温区为一个单元，在每个 控温区内合理地布置热电偶的位置。(4)热处理炉类型不同，控温区也会不同， 一般Ⅰ～Ⅱ类炉的控温区相对多，而ⅢA～Ⅵ类炉的控温区相对较少，但是等级 越高的热处理炉，需要的检测点数量也会较多。因此，在布置热电偶位置时要根 据热处理炉等级选择不同的方法，但是布置的原则是一样的。它们都是有两个控 温区的热处理炉，因为类型和大小不同，需要布置热电偶的数量不同，所布置的 位置也不相同。而所布置的原则是一样的，都是以控温区为单元来布置的，每个 控温区中心都有一只热电偶，再在控温区的8个角取几个点作为布置位置。这样 通过测量几个点，就得出每个控温区的温度分布，从而得到热处理炉的均匀性。 并且对不太稳定的热处理炉，可以通过每个区温度点测量的温度，明确那个控温 区出现了问题，为热处理炉的维修提供方便。(5)根据所布置的热电偶位置点， 画出布点位置图。依据位置图，在每个位置放置测试支架并连接热电偶。然后依 据客户要求选择合适的测温点，并根据国家标准要求选择相对应的升温时间、恒 温时间、采集次数等。(6)最后根据需要测量的温度点从低到高依次测量。采集 数据完成后，选取恒温点的测量数据进行计算和数据分析，根据分析结果判断热 处理炉炉温均匀性和热处理炉的性能。 2辊间距L0 辊间距是辊底式热处理炉设计的关键参数之一，直接决定钢板在炉内能否安 全输送，直接影响烧嘴布置、加热效率及项目投资等。对于薄规格钢板的连续热 处理炉来说，处理产品的板宽较窄（≤2130mm）、厚度较薄（≥2mm，通常4～ 6mm），炉辊载荷能力已经不是重点考虑的问题。钢板头部在自身重力的作用下，会发生挠度变形：温度越高、尺寸越薄变形越大，越接近输送辊（未接触）变形 越大。当挠度变形大到临界值后，钢板将不能被下一根输送辊托起，而是避开炉 辊直接穿到炉底，导致事故。因此，为了避免事故必须合理地确定辊间距。（1）引入切入点及切入角概念，可以比较真实、量化地描述钢板与炉辊接触情况，对
一种镍基高温合金黑斑缺陷的组织分析及形成机理研究代朋超;魏志刚;王资兴;陈国胜 【摘要】研究一种镍基高温合金饼坯出现的宏观偏析“黑斑”区域相变行为及析出相的形成特点,并采用热力学相计算手段对合金黑斑区的相变规律和元素的热力学平衡分配进行计算.结果表明,合金中黑斑主要是富Ti的碳化物严重偏析造成.从黑斑的组织特点分析及热力学相计算可以得出,Ti在凝固过程中发生了强烈的枝晶间液态偏聚,同时C也有一定程度的偏聚,这些元素不同程度的液态偏聚行为是造成黑斑相富集的主要原因. 【期刊名称】《宝钢技术》 【年(卷),期】2014(000)005 【总页数】5页(P49-53) 【关键词】镍基高温合金;黑斑;热力学 【作者】代朋超;魏志刚;王资兴;陈国胜 【作者单位】宝山钢铁股份有限公司研究院,上海201900;宝山钢铁股份有限公司研究院,上海201900;宝山钢铁股份有限公司研究院,上海201900;宝山钢铁股份有限公司研究院,上海201900 【正文语种】中文 【中图分类】TG146.1+5 高温合金是指能够在600℃以上高温，承受较大复杂应力，并具有表面稳定性的
高合金化铁基或者镍基、钴基金属材料［1］。由于具有良好的耐高温、抗氧化腐蚀性能以及优异的力学性能，广泛应用于航空发动机、航天火箭发动机以及工业燃气轮机的各种高温零部件，是国防和经济建设不可缺少的一类重要材料。当前最先进的发动机所用的高温合金以镍基合金为主，镍基高温合金为单一奥氏体基体组织，拥有较高的高温强度、抗氧化和抗腐蚀性能，具有良好的组织稳定性和使用可靠性［2］。 黑斑，是一种高温合金中易出现的宏观偏析。研究表明，其对于材料的力学性能有很大影响，而且在均匀化及随后的热加工过程中难以消除。所以，有黑斑的部件，必须报废，因此这一问题严重降低了生产的成材率，增加了生产成本［3-4］。Sandia National laboratory 的研究人员［5］认为，黑斑在很大程度上取决于合金成分和合金化元素的种类及冶炼工艺。黑斑区域与其周围正常组织在成分和相构成上通常存在差别，如GH4169合金黑斑中富Nb和Ti等，从而含有过量的δ和Laves相。当然，对于黑斑的界定，目前在理论和应用研究方面还需进一步的深入，特别是对于其机理的分析。本研究通过对一种Ni基合金显微组织及黑斑特征的对比分析，总结出该类合金中黑斑形成的特征，并对其机理进行深入分析。 1 试验材料与试验方法 本试验中所用镍基合金经双真空(真空感应+真空自耗)冶炼，然后经自由锻开坯并 热加工。合金的化学成分见表1。 表1 合金典型化学成分Table 1 Chemical composition of the Ni-based alloy %wC wCr wMo wCo wTi wAl wFe wNi≤0.12 18.0 ～20.0 3.0 ～5.0 15.0 ～20.0 2.7 ～3.2 2.7～3.2 3.0 ～5.0 Bal 对该合金饼坯横截面进行低倍检验，发现有黑斑缺陷。采用金相显微镜、电子探针等测试手段从组织形貌、相成分等方面对黑斑缺陷组织进行分析，并对比了合金正常区域与黑斑区域的组织特点和相组成。同时，利用Thermo-Calc热力学计算软
高温合金锻造后的组织缺陷分析 摘要：通过对低倍检查有缺陷的GH4169高温合金零件的解剖，用光学显微镜和电子扫描电缆从组织里和成分上对表面缺陷进行了详细的分析，查清了缺陷的性 质以及和其它类似缺陷的区别，为确定缺陷的性质提供了检查方法。 关键词：黑斑；偏析；高倍检查 我国的GH4169高温合金与美国的InconeL718合金成分相似。nconeL718合金是由美国 国际公司研制成功的，并且是于1959年公开的一种以体心四方和面心立方分析出强化的变 形高温合金。 1试验过程的确定 从有缺陷的零件中选取了2件斑点比较多的零件，其中斑点最多的做被解剖件，另一件 重新腐蚀后，涂漆保存。 ①组织形貌分析：先对零件进行低倍照相，保留缺陷的宏观现象。再用线切割方法切取 试样，用Neophot32光学显微镜和S-4800扫描电子显微镜观察缺陷的微观组织并照相。 ②热处理试验：试样照完高倍组织后，在1160℃条件下保温1h进行热处理以消除Laves 相，来验证Laves相是否回溶。 ③相成份分析：用S-4800扫描电子显微镜上的能谱对缺陷中的相进行成份分析，对能谱不确定的相，用X-射线衍射仪进行验证，来确定相的性质。 ④高倍组织的检查方法比较：对在低倍组织检查下判断不了的缺陷，进行高倍组织检查。对抛光、腐蚀性的试样采用复型、照相和直接用三维视频显微镜观察相进行比较，对比两种 方法的实用性。 2试验分析 2.1 组织形貌分析 黑色斑点在零件上呈现出放射状分布，且平面处的斑点比较大、数量少。零件边缘分布 比较密集， 切割下面斑点磨制金相试样，在Neophot32光学显微镜下观察，斑点中相密集，分布于 晶界和晶粒内，斑点周围晶粒度粗大，晶内无相。斑点中富集了大量的白色块状物，且平面 与边缘上的斑点微观组织基本相同。 在S-4800扫描电子显微镜里观察黑色斑点，是由不受腐蚀的块状形成不规则网，使斑点 看起来比较粗糙。而块状物周围腐蚀比较重，使整个斑点看起来比较暗，形成黑斑。 2.2 热处理试验 热处理后缺陷中白色大块相基本消除，相也完全回溶，晶粒长大。通过热处理试验证明 白色大块相是高温合金成份的分析。 用S-4800扫描电子显微镜上的能谱对缺陷及其中的相进行成份分析，黑色斑点区的锰、 钛成份比正常区域的偏高。白色不规则形状的块状物成份相同。形状规则的灰色块状物成份 是碳化物。用X-射线衍射仪对斑点缺陷进行检查，研究表明，缺陷处有少量相和大量的钛相。 2.3 高倍组织的检查方法比较 零件上是其它缺陷经抛光腐蚀后采用AC纸复型，再用真空喷镀仪，这样在就金相显微镜上观察照相。 3高温合金坯料的加热 ①材料的准备：钢锭应采用，粗料+精炼+真空感应+电渣重溶+真空自耗的冶炼方法 获得的钢锭。在加热前，毛坯需要经过清理，去除污垢，避免因受腐蚀而形成表面缺陷。毛 坯的表面如有缺陷应去除。 ②加热设备的选择：高温合金坯料的加热最好选用电阻炉，其次为火焰炉，当试验煤气 炉时，煤气中的含硫量应低于0.78/m3。因为当燃料中的含硫量过多，当其渗入毛坯表面后，会形成Ni-Ni3S3低熔点共晶，使毛坯产生热脆。不管使用什么加热炉，都应配以测温仪表和 自动调温装置，以便精确控制。目前，由于环保的要求，我国多个单位都选择清洁的天然气 作为加热炉的燃料，然后就是电阻炉。现在对加热炉的控制，一般都选择燃烧过程稳态数学