镍基高温合金微观组织

镍基高温合金微观组织
镍基高温合金是一种高强度、高温抗氧化性能材料，广泛应用于航空、航天、能源等领域。

其微观组织是影响其力学性能和高温性能的关键因素之一。

镍基高温合金的微观组织主要由基体和析出物组成。

基体是合金中最主要的组成部分，一般为镍基固溶体。

而析出物则是在高温下沉淀出来的一些金属化合物，如γ'相、γ''相等。

这些析出物对合金的强度和高温性能都有重要的影响。

γ'相是镍基高温合金中最重要的析出相之一，具有高强度和高温稳定性。

随着γ'相的析出量增加，合金的强度也会增加。

同时，γ'相还可以有效地防止基体的晶粒长大，保持合金的细晶度结构，提高其高温抗蠕变性能。

γ''相是另一个常见的析出相，具有较高的固溶度和强度，但不如γ'相稳定。

在高温下，γ''相会发生退火，导致合金的强度下降。

此外，镍基高温合金中还存在着一些其他的析出相，如碳化物、硼化物等。

这些析出相的类型、数量和分布对合金的性能也有影响。

总之，镍基高温合金的微观组织对其性能有着至关重要的影响，因此在材料设计和制备过程中需要充分考虑微观组织的优化。

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镍基高温合金的强化原理

镍基高温合金的强化原理引言：镍基高温合金是一种具有优异高温力学性能的材料，被广泛应用于航空航天、能源和化工等领域。

其高温强化原理是该合金具有复杂的微观组织结构，其中包含了多种强化相，这些强化相通过不同的机制增强了合金的力学性能。

一、固溶强化镍基高温合金中的镍基固溶体是合金的主要组成部分，通过固溶强化可以提高合金的强度和硬度。

固溶强化是指通过将合金中的合金元素溶解到固溶体中，形成固溶体溶解度的限制，从而增强合金的力学性能。

固溶强化的效果受溶质元素浓度、溶解度和固溶体晶格结构等因素的影响。

二、析出强化镍基高温合金中的强化相主要是通过析出来增强合金的力学性能。

在合金的固溶体中，一些合金元素具有较低的溶解度，当合金冷却时，这些元素会从固溶体中析出形成强化相。

这些强化相的形态和尺寸对合金的强度和硬度起着重要的影响。

常见的强化相有γ'相、γ''相和硬质相等。

1. γ'相γ'相是一种具有面心立方结构的强化相，其组成为Ni3(Al, Ti)。

γ'相的形成可以通过固溶强化和析出强化两种机制。

固溶强化是指通过固溶体中的Al和Ti元素形成γ'相的过程，而析出强化是指通过在固溶体中析出Al和Ti元素形成γ'相的过程。

γ'相具有优异的力学性能，包括高强度、高硬度和良好的抗高温蠕变性能。

2. γ''相γ''相是一种具有体心立方结构的强化相，其组成为Ni3Nb。

γ''相的形成是通过在固溶体中析出Nb元素形成的。

γ''相具有良好的抗高温蠕变性能和高强度，但硬度相对较低。

3. 硬质相硬质相是指在镍基高温合金中析出的一些质量分数较低的元素形成的相，如硼化物、碳化物等。

硬质相具有高硬度和抗热腐蚀性能，可以有效提高合金的抗蠕变性能和抗热疲劳性能。

三、位错强化位错强化是指在晶格缺陷处形成的位错对合金的强化作用。

9镍微观结构

9镍微观结构镍基高温合金由于其独特的力学性能，在高温领域和应力领域具有广泛的应用。

在高温环境下，受到力学载荷时，会发生漂流，从而降低这些材料的使用寿命。

漂流受到与塑性应变相关的加载条件的严重影响；因此，了解塑性应变演化有助于了解这些材料的使用寿命。

来自波鸿鲁尔大学的Uchechukwu Nwachukwu使用深度学习技术对镍基高温合金的蠕变应变进行分类，这种技术无需手动提取复杂微观结构的特征，与实验结果相似的相场模拟数据被用于构建一个神经网络的模型。

该神经网络模型采用了预训练的方式，并且具有多个卷积神经网络架构和超参数。

将优化后的超参数传入到镍基高温合金的扫描电子显微镜图像中，借此构建新模型。

这种微调过程有助于减轻实验数据集过小的影响。

所建模型对相场数据的分类准确率达到97.74%，对实验数据的分类在进行微调后的准确率达到100%。

该研究采用的数据集包含了相场模拟数据和电子扫描显微镜的实验数据，分为应变0.0%–0.4%，0.4%–0.6%，0.6%–0.8%，0.8%–1.0%和大于1.0%五类。

数据集根据80%和20%划分为训练集和测试集。

本文模型建立使用了PyTorch和FastAI。

根据在表 1-3 中的观察和结果，发现 ResNet34 网络是最适合分类任务的模型，因为它在每个比较案例中都优于其他网络。

表4表示了ResNet34 架构下不同的batch大小产生了相似的精度。

没有数据增强且batch大小为 16，batch大小为 32的准确度最高。

而从图1中可以得到，除了batch大小为 16且没有数据增强的情况之外，在以秒为单位下，执行一个epoch 的运行时间随着batch大小的增加而减少。

图2展示了不同学习率下的损失值。

然而由于最小点的学习率值太大了，模型不能收敛，所以无法选择。

使用 1 × 10−3 的学习率来训练具有冻结层的模型，而在解冻权重后实施循环学习率，以使学习率在一定范围内变化。

16317369_微量元素对镍基高温合金微观组织与力学性能的影响

第10卷第2期精密成形工程2018年3月JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING1收稿日期：2017-12-15基金项目：国家自然科学基金（51575129）；山东省重点研发计划（2016GGX102026）作者简介：张鹏（1978—），男，博士，教授，主要研究方向为高温高强材料塑性成形及失效控制。

通讯作者：王传杰（1988—），男，博士，讲师，主要研究方向为金属精密塑性成形。

微量元素对镍基高温合金微观组织与力学性能的影响张鹏，杨凯，朱强，陈刚，王传杰（哈尔滨工业大学（威海）材料科学与工程学院，山东威海 264209）摘要：在高温环境中镍基高温合金具有良好的高温强度、抗氧化性能、抗腐蚀性能和抗疲劳性能，被广泛应用于航空航天等领域。

镍基高温合金优异的综合性能与其微观组织紧密相关。

综述了微量元素B, C, Y , Ce, Hf, Re, Ru, P 对镍基高温合金微观组织及其力学性能的影响。

针对不同的镍基高温合金，对微量元素的不同作用进行讨论分析。

镍基高温合金微观组织及其力学性能与微量元素的含量及其分布有关。

添加于镍基高温合金中的微量元素分布在合金基体或者其析出相中，通过偏聚于晶界处或者元素偏析等方式，改变合金的微观组织，从而影响其力学性能。

关键词：镍基高温合金；微量元素；微观组织；力学性能 DOI ：10.3969/j.issn.1674-6457.2018.02.001中图分类号：TG113.25；TG132.3+2 文献标识码：A 文章编号：1674-6457(2018)02-0001-06Effect of Microelement on Microstructure and Mechanical Propertyof Nickel-base SuperalloyZHANG Peng , YANG Kai , ZHU Qiang , CHEN Gang , WANG Chuan-jie(School of Materials Science and Engineering, Harbin Institute of Technology at Weihai, Weihai 264209, China)ABSTRACT: Nickel-base superalloys possess excellent high-temperature strength, oxidation and corrosion resistance, fatigue resistance in a high temperature environment, and are widely used in aerospace and other fields. The excellent comprehensive properties of nickel base high temperature alloy are closely related to microstructure. The effects of B, C, Y, Ce, Hf, Re, Ru and P microelements on microstructure and mechanical properties of nickel-base superalloys were reviewed in this paper. Different effects of microelement were discussed for different nickel-base superalloys. Microstructures and mechanical properties of nick-el-base superalloys were related to content and distribution of microelement. The microelements in nickel-base superalloys were distributed in the alloy matrix or their precipitated phases. The microstructure of the alloy was changed by partial clustering in the grain boundary or the element segregation of microelements, thus affecting its mechanical properties. KEY WORDS: nickel-base superalloy; microelement; microstructure; mechanical property由于镍基高温合金在高温条件下具有良好的高温强度、优异的抗氧化性、抗腐蚀性以及抗疲劳性能等综合性能，在航空航天、船舶、核电等领域得到了广泛的应用，已经成为航空发动机涡轮盘、涡轮叶片等部件的关键材料。

ni基高温合金组织

ni基高温合金组织
Ni基高温合金是一种由镍为基础元素的高温合金，在高温环境下具有优异的耐高温性能和抗氧化能力。

其组织结构主要由固溶体、析出相和晶粒界组织组成。

1. 固溶体：固溶体是指合金中不形成独立相的固溶体溶解的元素。

在Ni基高温合金中，通常添加的铬、钼、钨等元素能够固溶在镍基体中形成固溶体。

固溶体的形成可以提高合金的强度和塑性，并改善其高温下的力学性能。

2. 析出相：除了固溶体外，Ni基高温合金还会在高温下形成亚稳相或稳定相的析出相。

析出相能够提高合金的高温强度和耐蠕变性能。

常见的析出相有γ'相、γ''相和γ' + γ''双相。

- γ'相：一般指富铝（或钛）的Ni3Al（或Ni3Ti）相，其具有良好的高温强度和耐氧化性能，是Ni基高温合金中最重要的强化相。

γ'相的形成可以通过时效处理来实现。

- γ''相：一般是指富钛（或钽）的Ni3Ti（或Ni3Ta）相。

γ''相具有较高的弥散强化效果，可以改善合金的高温力学性能和蠕变性能。

3. 晶粒界组织：晶粒界是指相邻晶粒之间的边界区域。

在高温合金中，晶粒界是强迫位错和析出相的富集区域，它对合金的强度和韧性具有重要影响。

合金的晶粒界组织通常由黏土状氧化物、硫元素等组成。

综上所述，Ni基高温合金的组织结构包括固溶体、析出相和晶粒界组织。

这些组织的形成和相互作用决定了合金的高温力学性能和抗氧化能力。

镍合金材料的微观组织演化与相变机制研究

镍合金材料的微观组织演化与相变机制研究引言：镍合金材料作为重要的结构材料在许多领域具有广泛的应用，如航空航天、汽车制造、能源等。

在材料的设计和制备过程中，了解镍合金材料的微观组织演化和相变机制非常重要。

本文将探讨镍合金材料的微观组织演化和相变机制的研究现状，并对未来的研究方向进行展望。

1. 微观组织演化研究现状镍合金材料的微观组织演化研究是了解材料的晶体结构、晶界特征和相分布等重要参数的基础。

目前，已经有许多研究对镍合金材料的微观组织演化进行了深入的探讨。

首先，晶体结构是微观组织演化研究的重要方面。

镍合金材料常见的晶体结构包括面心立方结构和体心立方结构。

不同的晶体结构对材料的力学性能和耐腐蚀性能有着重要影响。

研究人员通过透射电子显微镜和X射线衍射等方法，对镍合金材料的晶体结构进行了详细的表征和分析。

其次，晶界特征对镍合金材料的性能也起着重要的影响。

晶界是晶体之间的界面，其特征与晶体的排列方式、晶体的取向关系等有着密切的关联。

研究人员通过扫描电子显微镜和原子力显微镜等技术，观察和分析了镍合金材料中晶界的形貌、尺寸和分布等参数。

最后，相分布是指材料中不同相的分布情况。

镍合金材料常见的相有固溶体相、组织相等。

研究人员通过X射线衍射和电子探针分析等方法，研究了镍合金材料中相的分布情况和相变规律。

2. 相变机制研究现状相变是指材料在温度、压力等外界条件改变下发生的结构变化。

了解镍合金材料的相变机制对材料的性能改善和工艺控制非常重要。

目前，已经有许多研究对镍合金材料的相变机制进行了深入的研究和探索。

镍合金材料中常见的相变包括固溶体相变、析出相变等。

固溶体相变是指材料中原子的分布方式的改变，可以通过调整温度和合金成分来实现。

析出相变是指材料中溶质原子或其他杂质原子从固溶体中析出形成另一相。

研究人员通过差示扫描量热法和电子探针分析等方法，研究了镍合金材料中不同相变的机制和规律。

此外，相变过程中的扩散行为也对材料的相变机制具有重要影响。

镍基单晶高温合金对接平台内的微观组织及缺陷形成

精密成形工程第14卷第9期微观组织及缺陷形成霍苗，赵惠，张可人（西安石油大学材料科学与工程学院，西安 710065）摘要：目的针对喷嘴导叶和双联导叶等对接结构单晶铸件内容易产生凝固缺陷的问题，研究定向凝固过程中对接平台内枝晶的生长行为、取向演化和凝固缺陷形成机制。

方法在不同抽拉速率下制备具有对接结构的镍基单晶高温合金铸件，采用实验与ProCAST有限元模拟相结合的方法，研究抽拉速率对镍基单晶高温合金对接平台内微观组织的影响，分析平台内凝固缺陷的形成机理。

结果当抽拉速率较低时，平台内枝晶生长规则，基本无凝固缺陷；随着抽拉速率的增大，平台内枝晶出现严重的侧向生长；当抽拉速率达到150 μm/s时，平台中间区域形成了碎断枝晶缺陷。

结论平台内枝晶生长与局部的温度场分布密切相关，而碎断枝晶的形成可能是由平台内部溶质富集引起的。

关键词：单晶高温合金；抽拉速率；微观组织；缺陷形成DOI：10.3969/j.issn.1674-6457.2022.09.012中图分类号：TG132.3 文献标识码：A 文章编号：1674-6457(2022)09-0086-06Microstructure and Defect Formation in Rejoined Platforms of Ni-basedSingle Crystal SuperalloyHUO Miao, ZHAO Hui, ZHANG Ke-ren(School of Materials Science an Engineering, Xi'an Shiyou University, Xi'an 710065, China)ABSTRACT: The work aims to research the growth behavior, orientation evolution and solidification defect formation mecha-nism of dendrite in the rejoined platforms during directional solidification to solve the problem that it is prone to form solidifica-tion defects in single crystal castings with rejoined structure such as nozzle guide vanes and double guide vanes. Ni-based single crystal superalloy castings with rejoined structure were prepared under different withdrawal rates. The effects of withdrawal rates on the microstructure in the rejoined platforms of Ni-based single crystal superalloy was investigated by combining ex-periments and ProCAST finite element simulation. The formation mechanism of solidification defects in the platforms was ana-lyzed. At low withdrawal rates, the dendrites in the platforms were regular and free from solidification defects. With the increase of withdrawal rates, serious lateral growth of dendrites occurred in the platforms. At the withdrawal rate of 150 μm/s, frag-mented grains formed in the middle regions of the platforms. The dendrite growth in the platforms is closely related to the local thermal field distribution. The formation of fragmented grains may be caused by the solute enrichment in the platforms.KEY WORDS: single crystal superalloy; withdrawal rates; microstructure; defect formation收稿日期：2022–03–07基金项目：国家自然科学基金（5210011310）；陕西省自然科学基础研究计划（2021JQ–604，2021JM–403）；陕西省教育厅科研计划（21JC027）；西安市科技计划（2020KJRC0100）第14卷第9期霍苗，等：镍基单晶高温合金对接平台内的微观组织及缺陷形成87镍基单晶高温合金由于具备良好的高温综合性能，常被用于制造航空发动机和燃气轮机的关键热端部件，如涡轮叶片、导向叶片等[1-4]。

耐高温合金材料的微观组织和力学性能研究

耐高温合金材料的微观组织和力学性能研究耐高温合金材料主要由基体相和强化相组成。

基体相是一种具有良好高温强度和塑性的金属基体，常见的材料有镍基合金和钴基合金。

强化相是通过合金化元素的添加形成的，常见的强化相有γ'相和γ"相。

γ'相主要由镍铝基合金中的γ'相（Ni3Al）组成，具有良好的高温强度和抗晶界蠕变能力；γ"相主要由钴基合金中的γ"相（Co3Ti）组成，具有良好的高温强度和抗高温蠕变能力。

耐高温合金材料的微观结构与性能之间存在着密切的关系。

在高温下，材料的晶粒会发生晶粒长大、再结晶和晶界结构变化等现象，从而影响材料的力学性能。

此外，由于高温下的晶格畸变和相变行为，合金中可能会出现硬化相和析出相的形成，从而进一步增强材料的力学性能。

其中，晶粒尺寸对于合金的抗高温蠕变能力和抗疲劳性能具有重要影响。

晶粒较大时，晶界的数量较少，晶界的高温蠕变易于发生，材料的高温强度和抗疲劳性能较差；而晶粒较小时，晶界的数量较多，晶界的温度应力相对分散，材料的高温强度和抗疲劳性能较好。

因此，通过合适的热处理工艺和组织控制方法，可以实现合金材料微观组织的调控，进而提高其力学性能。

耐高温合金材料的力学性能主要包括高温强度、热蠕变性能和抗疲劳性能等。

在耐高温合金材料中，强化相起到了较大的作用。

合金中的强化相具有较高的熔点和良好的高温强度，可以有效地抵抗高温下的塑性变形和蠕变变形。

此外，合金中晶粒的细化和析出相的形成也可以进一步提高材料的高温强度和抗蠕变能力。

此外，材料的组织稳定性也对其力学性能具有重要影响。

在高温下，合金的组织会发生相变、析出等现象，导致材料性能的变化。

因此，通过对材料的成分和热处理工艺的优化，可以提高材料的组织稳定性，使其能够在高温下具有良好的力学性能。

综上所述，耐高温合金材料的微观组织和力学性能研究，是对材料的深入了解和性能优化的基础。

通过合适的合金设计和热处理工艺，可以使耐高温合金材料具备良好的高温强度、抗蠕变能力和抗疲劳性能，满足不同领域对材料高温应用的需求。

高温合金的微观组织控制与力学性能研究

高温合金的微观组织控制与力学性能研究引言：高温合金是一类具有优异高温力学性能的组织，广泛应用于航空发动机、石油化工、核电等领域。

其微观组织控制与力学性能的研究，对于提高材料的高温稳定性、延长使用寿命至关重要。

本文将从微观组织控制和力学性能两个方面进行探讨。

一、高温合金的微观组织控制高温合金的微观组织主要包括晶粒形貌、相结构和析出相等。

在制备过程中，微观组织的控制对于材料的性能具有决定性的影响。

1.1 晶粒形貌控制高温合金的晶粒形貌控制是使晶粒尺寸尽量细小且均匀分布，以增强材料的高温强度和韧性。

实现晶粒细化的方法包括定向凝固、等轴晶结构和再结晶等。

其中，定向凝固能够获得具有优良的晶界连续性和晶界沿晶韧性的晶粒形貌，从而提高高温合金的综合性能。

1.2 相结构控制合金中相结构的选择对于材料的高温性能至关重要。

常见的高温合金相结构包括镍基、铁基和钴基相等。

通过调整合金元素的配比和热处理工艺，可以实现相结构的精确控制，从而达到优化材料性能的目的。

1.3 析出相控制高温合金中的析出相对于材料的性能具有重要影响。

通过合金元素的添加和热处理等方法，可以调控析出相的类型、体积分数和尺寸等，进而影响材料的高温力学性能，如高温强度、断裂韧性和抗蠕变性等。

二、高温合金的力学性能研究高温合金的力学性能是指在高温环境下材料所表现出的各种力学性质，包括高温强度、断裂韧性和抗蠕变性等。

2.1 高温强度研究高温强度是指材料在高温条件下所能承受的最大应力。

通过研究晶体的位错运动、絮凝和晶界强化等力学机制，可以揭示高温合金的高温强度来源，并寻求提高高温强度的路径。

2.2 断裂韧性研究断裂韧性是指材料在应力作用下发生破裂时所能吸收的能量。

高温合金的断裂韧性研究主要涉及裂纹扩展速率、断口形貌和断裂韧性测试等。

通过合理设计材料的微观组织，可以提高高温合金的断裂韧性。

2.3 抗蠕变性研究抗蠕变性是指材料在高温条件下抵抗塑性变形的能力。

高温合金的抗蠕变性研究主要包括蠕变行为、蠕变机制和蠕变寿命等。

K403镍基铸造合金热暴露后的微观组织与性能

２．西安理工大学材料科学与工程学院，陕西西安７１００４８）
摘要：采用扫描电镜研究了Ｉ０３镍基铸造高温合金在８５０℃下，热暴露５０－２００ｈ后的微观组织，并分析了力学性能
的变化。结果表明：热暴露前后的组织均为典型的树枝晶组织，热暴露后（）相共晶特征趋于不明显，ＭＣ碳化
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＮｉ．ｂａｓｅｄｃａｓｔｉｎｇｓｕｐｅｒａｌｌｏｙＫ４０３ａｆｔｅｒｔｈｅｒｍａ１ｅｘｐｏｓｕｒｅａｔ８５０℃ ｆｏｒ５０．２００
物部分发生分解，在枝晶问、晶界附近和碳化物周围析出有害的ＴＣＰ脆性相即针状相，并且随着热暴露时间的延长，针状相析出量增多；合金的名义屈服强度和抗拉强度随热暴露时间的延长而下降，硬度略有提高，塑性降低；
针状的盯脆性相的析出是导致合金力学性能下降的主要原因之一。
ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅａｌｌｏｙｐｒｅｓｅｎｔｓａｔｙｐｉｃａ１ｄｅｎｄｒｉｔｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｂｅｏｒｆｅａｎｄａｔｆｅｒｔｈｅｒｍａｌｅｘｐｏｓｕｒｅ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，

一种铸造镍基高温合金显微组织与力学性能研究

一种铸造镍基高温合金显微组织与力学性能研究
焦明木;宋健民
【期刊名称】《铸造》
【年(卷),期】2024(73)5
【摘要】研究了一种铸造镍基高温合金在25~980℃温度范围内的拉伸性能和断
裂行为。

采用SEM对合金的微观组织和断口形貌进行了研究。

研究表明:合金表现出明显的反常现象,屈服与中温脆性行为。

随着拉伸温度的升高,合金抗拉和屈服强
度先缓慢降低再升高,达到峰值后又快速降低。

其中,合金的抗拉强度在700℃达到
峰值,屈服强度在800℃达到峰值,而合金的伸长率先缓慢降低再快速升高后趋于平缓,其中,700℃时伸长率最低。

合金的这种拉伸行为与显微组织有关,如MC碳化物、γ′相和γ/γ′共晶组织等。

【总页数】5页(P621-625)
【作者】焦明木;宋健民
【作者单位】邯郸科技职业学院材料系;郑州大学土木工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG166.7
【相关文献】
1.一种含铼和碳的镍基单晶高温合金显微组织的研究
2.一种低Cr高W型铸造镍基高温合金的显微组织及其稳定性
3.一种铸造镍基高温合金的显微组织和冲击性能
4.
热处理工艺对一种铸造镍基高温合金组织演化和力学性能的影响5.型壳保温方式对一种等轴晶镍基铸造高温合金组织和力学性能的影响
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高温合金的微观组织与力学性能研究

高温合金的微观组织与力学性能研究高温合金是指能够在高温和高压环境下保持较好的热稳定性和力学性能的金属材料。

由于其优异的性能，在航空航天、能源、化工、核工业等领域广泛应用。

本文将探讨高温合金的微观组织与力学性能研究。

一、高温合金微观组织高温合金的微观组织和其力学性能密切相关。

通常情况下，高温合金主要由基体和强化相组成。

其中，基体是一种较为柔软的材料，主要为镍和铁的合金，而强化相则是一种硬质、高强度的材料，如钼、钨、铬等金属的化合物和碳化物等。

高温合金微观组织的研究可以通过透射电镜（TEM）和扫描电镜（SEM）进行。

透射电镜可以观察到高温合金的原子结构和晶体结构，而扫描电镜则可以观察到高温合金表面的微观形貌和晶体形态。

高温合金的微观组织与其力学性能密切相关，例如高温强度、耐腐蚀性、抗疲劳性等。

钴基、镍基、铁基和钛基高温合金都有不同的微观组织特征，因此其力学性能也不同。

二、高温合金力学性能研究高温合金的力学性能包括高温强度、耐腐蚀性、抗疲劳性等。

高温强度是指高温环境下材料的抗拉强度和屈服强度。

耐腐蚀性是指材料在高温和氧化气氛下的抗腐蚀性能。

抗疲劳性是指材料在高温和循环负荷下的疲劳寿命。

钴基高温合金具有优异的高温强度和耐腐蚀性能。

其中，钴基高温合金中的强化相主要为碳化钨或碳化钽等，其可以提高材料的高温强度和耐腐蚀性能。

纳米晶钴基高温合金具有更高的强度和更好的耐腐蚀性能。

镍基高温合金是应用最广泛的高温合金之一。

镍基高温合金中的强化相主要为γ’ 相，γ’ 相是一种稳定的碳化物，其固溶度低，使其能够有效强化镍基合金。

同时，γ’ 相还能够提高镍基合金的耐腐蚀性能和抗氧化性能，使其在高温和高压环境下更加稳定。

铁基高温合金也具有良好的高温强度和耐腐蚀性能。

铁基高温合金中的强化相主要为硼化物和碳化物等，其可以提高材料的高温强度和高温变形能力，并且能够提高材料的耐腐蚀性能。

三、高温合金的应用前景高温合金具有广泛的应用前景，特别是在航空航天、能源、化工、核工业等领域。

镍基高温合金SLM过程中熔池内的微观结构演变数值模拟

镍基高温合金SLM过程中熔池内的微观结构演变数值模拟邱义;李应举;冯小辉;张昂;杨院生
【期刊名称】《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》
【年(卷),期】2024(34)2
【摘要】采用有限元耦合相场的方法研究IN718高温合金在激光选区熔化过程中熔池内的竞争性生长和晶粒/枝晶结构的演变。

通过有限元解决热演化问题,然后将结果输入相场模型,相场模拟涉及晶粒成核、晶粒外延生长和晶粒竞争的微观结构演变。

基于对熔池横向和纵向截面微观结构演变的分析,讨论SLM过程中枝晶竞争性生长的机制,并量化计算熔池中溶质元素Nb的浓度分布。

结果表明,枝晶竞争性生长受温度梯度和晶体学取向的影响,具有高错配角(>22.5°)的不利取向晶粒将很快被有利取向晶粒淘汰。

【总页数】16页(P560-575)
【作者】邱义;李应举;冯小辉;张昂;杨院生
【作者单位】北京理工大学材料学院;中国科学院金属研究所;重庆大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG1
【相关文献】
1.镍基高温合金K4169熔敷金属间化合物CrFeNb熔合区微观组织结构
2.镍基高温合金熔模铸件凝固过程宏/微观多尺度模拟
3.基于数值模拟的镍基高温合金电渣重熔工艺优化
4.SLM成形镍基高温合金及其数值模拟的研究进展
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SPS工艺制备镍基高温合金的微观组织

SPS工艺制备镍基高温合金的微观组织秦子珺;刘锋;江亮【摘要】以氩气雾化法制备的镍基高温合金FGH96粉末为原料,采用放电等离子烧结(spark plasma sintering,SPS)工艺制备FGH96高温合金,同时在与SPS工艺相同条件下对原料粉末进行热处理,并采用热等静压(hot isostatic pressing,HIP)工艺制备FGH96高温合金,通过分析在不同SPS温度或不同保温时间下合金的微观组织与晶粒尺寸以及对比热处理后的粉末和热等静压合金的晶粒取向与晶粒尺寸,研究SPS镍基粉末高温合金的组织特征.结果表明,合金在SPS 40 min后达到高度致密.烧结温度为1070℃时,合金的显微组织为细小的胞晶和枝晶组织,碳化物析出相主要分布在晶粒内部、少量分布在晶界上,未观察到明显的原始颗粒边界(prior particle boundaries,PPBs).烧结温度为1170℃时,合金的显微组织为等轴晶晶粒,碳化物析出相沿PPBs分布,且存在明显的PPBs.放电等离子烧结工艺能在一定程度上消除原始颗粒边界,但改善合金晶粒尺寸的作用不明显.【期刊名称】《粉末冶金材料科学与工程》【年(卷),期】2018(023)005【总页数】7页(P488-494)【关键词】镍基高温合金;粉末冶金;放电等离子烧结;原始颗粒边界;晶粒尺寸【作者】秦子珺;刘锋;江亮【作者单位】中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙 410083;中南大学粉末冶金研究院,长沙 410083;中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙 410083;中南大学粉末冶金研究院,长沙 410083;中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙 410083;中南大学粉末冶金研究院,长沙 410083【正文语种】中文【中图分类】V256镍基粉末高温合金由于其优异的高温力学性能而广泛应用于燃气涡轮发动机材料[1−2]。

P/M高温合金的制备工艺流程一般为氩气雾化法(argon atomization, AA)/等离子旋转电极工艺(plasma rotating electrodeprocess, PREP)制备合金粉末+热等静压(hot isostatic pressing, HIP)+热加工。

镍基单晶高温合金残余应力及微观结构衍射测试与分析的开题报告

镍基单晶高温合金残余应力及微观结构衍射测试与分析的开题报告1. 研究背景和意义随着先进制造技术的发展，高温合金已经成为现代航空、能源、化工等领域中不可或缺的关键材料之一。

然而，高温应力腐蚀裂纹的发生和扩展严重制约了高温合金材料的应用范围和使用寿命。

残余应力是导致高温应力腐蚀裂纹的重要因素之一，因此研究高温合金的残余应力分布和微观结构对提高高温合金抗应力腐蚀裂纹能力、延长使用寿命具有重要意义。

2. 研究内容和目标本文拟开展对镍基单晶高温合金（Single crystal nickel-based superalloys）残余应力及微观结构进行衍射测试与分析，主要包括以下内容：（1）对不同热处理条件下的单晶高温合金进行微观组织分析，探究热处理对单晶高温合金微观组织的影响。

（2）利用X射线或中子衍射技术对高温合金中残余应力进行测定，并分析其分布特点及与微观组织的关系。

（3）结合材料的应力–应变曲线和塑性变形等参数，利用有限元数值模拟方法对高温合金在热变形和加工过程中的力学特性进行预测和分析。

3. 研究方法和技术路线（1）样品制备：选择常用的镍基单晶高温合金，采用真空感应熔炼和高纯度铸件制备方法，制备出不同热处理条件下的单晶高温合金。

（2）微观组织分析：利用光学显微镜，扫描电子显微镜等先进的材料表征设备对样品的组织进行观察、记录和分析。

（3）衍射测试：采用X射线或中子衍射技术测定单晶高温合金中的残余应力，并结合计算机模拟和数据处理等手段，分析残余应力的分布特点及与微观组织的关系。

（4）有限元数值模拟：结合材料的应力–应变曲线和塑性变形等参数，利用有限元数值模拟方法对高温合金在热变形和加工过程中的力学特性进行预测和分析。

4. 预期成果和意义通过本研究的开展，预计可以得到以下成果：（1）对镍基单晶高温合金的微观组织进行深入研究，揭示热处理对微观结构的影响机理。

（2）测定单晶高温合金中的残余应力，分析其分布规律，为提高高温合金的抗应力腐蚀裂纹能力、延长使用寿命提供理论支撑。

高温合金材料的微观结构与性能关系

高温合金材料的微观结构与性能关系高温合金材料，这玩意儿听起来是不是有点高大上？其实啊，它就在我们身边，发挥着重要的作用。

先来说说啥是高温合金材料吧。

简单点讲，就是那种能在高温环境下还能“坚强不屈”，保持良好性能的材料。

比如说，飞机发动机里的一些关键部件，那温度高得吓人，普通材料早就“投降”了，可高温合金材料就能扛得住。

那这高温合金材料的微观结构到底是啥样的呢？就好比一个小小的微观世界，里面有着各种各样的“小家伙”在活动。

这里面有金属原子啦，各种合金元素啦，它们排列组合的方式那可真是千奇百怪。

比如说镍基高温合金，里面的镍原子就像一群“组织者”，把其他的元素安排得井井有条。

这些原子和元素的排列方式，就决定了高温合金材料的微观结构。

有的像整齐的方队，有的则有点杂乱无章。

那微观结构和性能又有啥关系呢？这关系可大了去了！想象一下，有两种高温合金材料，一种微观结构紧密有序，另一种则比较松散混乱。

在高温环境下，那个结构紧密的就像是训练有素的士兵，能够坚守岗位，保持良好的强度和韧性，不容易变形或者损坏。

而那个结构松散的呢，就像是一盘散沙，很快就“败下阵来”，性能大幅下降。

我曾经在实验室里观察过高温合金材料的微观结构，那感觉真的太神奇了！通过电子显微镜，我看到那些小小的原子和元素就像一个个小精灵在跳舞。

有的跳得整齐划一，有的则跳得乱七八糟。

当时我就在想，这些小精灵的舞蹈居然能决定这么重要的材料性能，真是不可思议。

再比如说，γ'相这个东西，它在高温合金材料的微观结构里可是个“大明星”。

它的大小、形状和分布，对高温合金的性能有着至关重要的影响。

γ'相颗粒小而均匀分布的时候，就像给材料穿上了一层坚固的铠甲，能大大提高它的高温强度。

但如果γ'相颗粒长得太大或者分布不均匀，这铠甲就有了漏洞，材料的性能也就跟着打折扣了。

还有啊，晶界也是个关键角色。

晶界就像是材料内部的“国界”，如果晶界清晰、干净，材料在高温下的抗蠕变性能就好。

DEFORM如何作用于高温合金微观组织的计算

文章来源：安世亚太官方订阅号（搜索：peraglobal）DEFORM是一套基于有限元分析方法的专业工艺仿真系统，用于分析金属成形及其相关的各种成形工艺和热处理工艺。

DEFORM 不同于一般的有限元程序，是专为金属成形而设计、为工艺设计师量身定做的软件，可以用于模拟零件制造的全过程，从成形、热处理到机加工，帮助设计人员在制造周期的早期能够检查、了解和修正潜在的问题或缺陷。

本文为大家介绍DEFORM高温合金微观组织计算应用。

IN-625是一种常用于航天、航海和能源行业的高温镍基合金，主要用于高腐蚀、高温和高强度环境下。

高温下的强度必然导致极大的锻造载荷，因此在生产少量锻件以后，模具经常发生失效。

细化晶粒是IN-625合金的强化机制，如下图所示。

细晶粒的锻件相比粗晶粒锻件具有更高的屈服和抗拉强度值。

另外，在高温下单个晶粒生长迅速，因此为了满足机械性能要求，将使用较低的锻造温度。

随着温度的降低，IN-625合金变形需要的流动应力迅速增加。

相反的，在较高温度下锻造高温合金充满模具型腔过程具有低的流动应力，需要锻造载荷也较低。

高温锻造减少了模具中的应力，从而增加了模具寿命。

因此，从模具的角度来看，较高的锻造温度是优选的。

不幸的是，这些相互竞争的过程正朝着相反的方向发展。

锻造温度越低，晶粒越细，强度性能越好。

而较高的锻造温度又能提高模具寿命。

合金的锻造过程是通过动态、亚动态和静态再结晶来细化晶粒尺寸。

没有简单的设计方法可以确保锻件在不损坏模具的情况下满足机械性能要求。

在DEFORM模拟中，JMAK模型提供了锻件晶粒尺寸的实际估计。

DEFORM模拟还允许借助模具应力分析来预测模具失效的可能性。

因此，锻造工程师可以研究折衷方案以成功地锻造IN-625合金零件。

美国DF公司在生产一个IN-625合金的锻件时，由于零件为了满足强度要求，需要在低温下锻造，但在锻打过程中存在严重的模具失效问题。

模具应力分析计算后，发现了与几次实际锻造后发生的断裂相符的过度拉伸应力（上图红色区域）。

定向凝固DZ411镍基高温合金微观结构演化及性能研究

定向凝固DZ411镍基高温合金微观结构演化及性能研究定向凝固DZ411镍基高温合金微观结构演化及性能研究摘要：镍基高温合金在航空航天发动机等高温环境下承受高温、高应力的工作条件，因此其高温力学性能和耐热性至关重要。

定向凝固技术是一种通过精确控制凝固过程中的温度梯度和凝固速度，制备出具有优异性能的铸态高温合金的方法。

本文以DZ411镍基高温合金为研究对象，通过定向凝固工艺，在不同工艺参数条件下制备出不同微观结构的合金试样，并对其进行了显微组织观察和性能测试。

结果表明，通过定向凝固工艺可以有效控制DZ411镍基高温合金的微观结构，并且合金试样的高温力学性能得到了显著提高。

关键词：定向凝固；DZ411镍基高温合金；微观结构演化；性能研究1. 引言镍基高温合金因其具有良好的高温力学性能、耐腐蚀性和抗疲劳性，在航空航天等高温工作条件下得到广泛应用[1]。

DZ411镍基高温合金作为一种新型的高温合金材料，具有更优异的高温力学性能和耐热性，因此备受研究人员的关注[2]。

然而，DZ411合金的微观结构与其力学性能之间存在复杂的相互关系，因此对其微观结构演化及其对性能的影响进行深入研究具有重要意义。

定向凝固技术是一种通过控制凝固过程中的温度梯度和凝固速度，制备出具有特定微观结构的铸态高温合金的方法[3]。

通过定向凝固，可以控制合金中的相比例、相形状和晶粒尺寸等微观结构参数，从而调控其力学性能。

因此，定向凝固技术在高温合金的研究中得到广泛应用。

本文以DZ411镍基高温合金为研究对象，通过定向凝固工艺，在控制参数不同的条件下制备出不同微观结构的合金试样。

通过显微组织观察和性能测试，探究了合金微观结构演化规律及其对力学性能的影响。

希望通过本研究能够为DZ411镍基高温合金的合金设计和工艺优化提供科学依据，并推动高温合金的进一步发展。

2. 实验方法2.1 材料制备本实验使用DZ411镍基高温合金作为研究材料，按照定向凝固工艺参数进行合金的制备。

SRR99镍基高温合金中晶界碳化物的微观组织研究的开题报告

SRR99镍基高温合金中晶界碳化物的微观组织研究的开题报告题目：SRR99镍基高温合金中晶界碳化物的微观组织研究研究背景和意义：镍基高温合金是一种重要的高温材料，广泛应用于航空、航天、能源、化工等领域。

在高温、高应力和腐蚀等严苛工况下，晶界成为合金的脆弱区域，晶界的稳定性和强度对合金的性能和寿命有着重要影响。

晶界碳化物是晶界区域的常见硬质相，具有较高的熔点和化学稳定性，对晶界的稳定性和强度也有很大影响。

因此，对晶界碳化物的微观组织进行研究，对于深入了解晶界区域的稳定性和强度、改进镍基高温合金的性能和寿命具有重要意义。

研究内容、方法和技术路线：本研究主要针对SRR99镍基高温合金晶界区域的碳化物进行微观组织研究。

具体内容包括：采用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等手段，对合金样品进行显微观察和结构分析；运用X射线衍射和能谱分析等技术手段，分析晶界碳化物的组成和特性；通过控制实验参数，如温度、时间、合金成分等，研究晶界碳化物的生长和演化规律。

本研究的技术路线如下：1. 合金样品的制备和处理：选取SRR99镍基高温合金作为研究对象，利用真空熔炼等技术制备高质量样品，采用化学腐蚀等方法制备晶界试样。

2. 显微镜观察和分析：通过光学显微镜和扫描电子显微镜等手段，观察并记录晶界碳化物在合金样品中的分布、形貌、尺寸等特征。

3. 透射电子显微镜分析：运用透射电子显微镜技术，对晶界碳化物的微观结构进行详细分析，探究其组成和晶体结构。

4. X射线衍射和能谱分析：通过X射线衍射和能谱分析等技术，对晶界碳化物的化学成分和晶体结构进行分析和验证。

5. 实验参数控制：结合以上技术手段，通过控制实验参数，如温度、时间、合金成分等，研究晶界碳化物的生长和演化规律。

预期研究结果：通过本次研究，预期得到以下结果：1. 对SRR99镍基高温合金晶界区域的碳化物进行了细致的显微观察和组织分析，获得了晶界碳化物的分布、形貌、尺寸等特征。

镍基高温合金微观组织