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先进镍基单晶高温合金蠕变行为的研究进展 预览
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作者 岳全召 刘林 +5 位作者 杨文超 黄太文 孙德建 霍苗 张军 傅恒志 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期479-489,共11页
先进镍基单晶高温合金具有优良的成分兼容性,在1 000℃以及更高温度下仍能保持较高的组织稳定性、抗蠕变性、抗疲劳性、抗氧化性和抗腐蚀性能,被广泛应用于现代航空发动机和地面燃气轮机的涡轮叶片等关键热端部件。在服役过程中,镍基单... 先进镍基单晶高温合金具有优良的成分兼容性,在1 000℃以及更高温度下仍能保持较高的组织稳定性、抗蠕变性、抗疲劳性、抗氧化性和抗腐蚀性能,被广泛应用于现代航空发动机和地面燃气轮机的涡轮叶片等关键热端部件。在服役过程中,镍基单晶高温合金主要发生涡轮叶片旋转造成的蠕变及疲劳变形。另外,现代航空发动机对涡轮进口温度的要求不断提升,使得镍基单晶高温合金的承温承载能力面临着更大的挑战。长期以来,材料科研工作者尝试了许多方法来提升镍基单晶高温合金的蠕变性能:在镍基单晶高温合金中添加了大量的难熔元素(W、Cr、Mo、Re等),降低了元素的扩散速率,从而提高了合金的固溶强化水平;添加了γ′相形成元素(Al、Ti、Ta),形成金属间化合物γ′沉淀相,利用γ′沉淀相与γ基体相之间的相干应变、有序化,以及弹性模量和堆垛层错能差异等沉淀强化机制,提高合金的强度;通过调整热处理制度,进一步优化沉淀相的尺寸、形态以及体积分数,最大化沉淀强化效果;通过调整Mo与Re的含量,提高γ′沉淀相与γ基体相的错配度,细化γ/γ′界面位错网间距,强化γ/γ′相界面强度,提高镍基单晶高温合金的蠕变抗力;同时加入适量的Pt族金属元素,抑制了TCP有害相的析出,进一步稳定了合金组织。然而,镍基单晶高温合金中元素的合金化程度已很高,在CMSX-10中难熔元素的含量高达20.5%,这已经接近镍基体的溶解度极限;同时,也带来了其他一系列问题:组织不稳定性(包括凝固缺陷析出倾向的增加、TCP相的析出)以及合金密度和成本的增加。另外,对于第四代及其后续的镍基单晶高温合金的设计,除依赖提高难熔元素含量和加入铂族元素稳定组织外,并无其他公开、有效的措施。现行措施也与现代工业追求低密度、低成本、环境友好的理念背道而驰。因此 展开更多
关键词 先进镍基单晶高温合金 蠕变 位错网 强韧化机理
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回火温度对高Cr马氏体耐热钢组织与性能的影响 预览
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作者 崔辰硕 高秀华 +1 位作者 苏冠侨 权秀 《东北大学学报:自然科学版》 CSCD 北大核心 2018年第4期501-505,共5页
利用光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)及电子探针(EPMA)等手段,系统研究了不同回火温度下9%Cr马氏体耐热钢的组织及力学性能变化.结果表明:回火后位错网络化、析出相形态、板条马氏体破碎化等是影响力学性能变化的主要因素... 利用光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)及电子探针(EPMA)等手段,系统研究了不同回火温度下9%Cr马氏体耐热钢的组织及力学性能变化.结果表明:回火后位错网络化、析出相形态、板条马氏体破碎化等是影响力学性能变化的主要因素.正火并760t回火后在室温和550t条件下抗拉强度分别达到657和556MPa,0t冲击功达到285J,此回火温度下实验钢具有最佳综合力学性能.700,820,850t回火,韧性大幅降低.髙温服役条件下不发生粗化的MX相弥散分布在铁素体和马氏体中,与马氏体髙温回复形成的亚稳态多边形结构有效提升耐热钢抗髙温蠕变性能. 展开更多
关键词 回火温度 马氏体 析出 位错网络 耐热钢
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Molecular Dynamics Simulation of the Evolution of Interfacial Dislocation Network and Stress Distribution of a Ni-Based Single- Crystal Superalloy
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作者 Yun-Li Li Wen-Ping Wu Zhi-Gang Ruan 《金属学报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第7期689-696,共8页
The evolution of misfit dislocation network at γ/γ’ phase interfaces and the stress distribution characteristics of Ni-based single-crystal superalloys under different temperatures of 0,100 and 300 K are studied by... The evolution of misfit dislocation network at γ/γ’ phase interfaces and the stress distribution characteristics of Ni-based single-crystal superalloys under different temperatures of 0,100 and 300 K are studied by molecular dynamics(MD) simulation.It was found that a closed three-dimensional misfit dislocation network appears on the γ/γ’ phase interfaces,and the shape of the dislocation network is independent of the lattice mismatch.Under the influence of the temperature,the dislocation network gradually becomes irregular,all[110]dislocations in the y matrix phase emit and partly cut into the γ′ phase with the increase in temperature.The dislocation evolution is related to the local stress field,a peak stress occurs at γ/γ’ phase interface,and with the increase in temperature and relaxation times,the stress in the γ phase gradually increases,the number of dislocations in the y phase increases and cuts into γ’ phase from the interfaces where dislocation network is damaged.The results provide important information for understanding the temperature dependence of the dislocation evolution and mechanical properties of Ni-based single-crystal superalloys. 展开更多
关键词 镍基单晶高温合金 分子动力学模拟 界面位错 网络演化 应力分布 位错网络 温度依赖 晶格失配
保持时间对409铁素体不锈钢循环蠕变行为的影响 预览 被引量:2
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作者 应彩虹 陈立佳 +1 位作者 刘天龙 郭连权 《沈阳工业大学学报》 CAS 北大核心 2016年第6期634-639,共6页
为了确定保持时间对超纯409铁素体不锈钢循环蠕变行为的影响,通过在应力控制模式下最大外加应力处引入10和30 min的保持时间,对其在650℃下的循环蠕变行为进行了研究.结果表明,与静态蠕变相比保持时间的引入使409不锈钢发生了循环蠕变... 为了确定保持时间对超纯409铁素体不锈钢循环蠕变行为的影响,通过在应力控制模式下最大外加应力处引入10和30 min的保持时间,对其在650℃下的循环蠕变行为进行了研究.结果表明,与静态蠕变相比保持时间的引入使409不锈钢发生了循环蠕变减速行为,而循环蠕变减速行为可以归因于滞弹性应变.随着保持时间的缩短,最小蠕变速率降低,循环蠕变断裂寿命提高.静态蠕变及循环蠕变后,409不锈钢中有细小的第二相析出,且微观组织以亚晶及四边形和六边形位错网络为主.409不锈钢静态与循环蠕变断裂方式均为穿晶韧性断裂. 展开更多
关键词 保持时间 铁素体不锈钢 循环蠕变减速 滞弹性应变 最小蠕变速率 亚晶 位错网络 断裂
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FGH95镍基合金的蠕变行为研究
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作者 张媛 仇志伟 吕彦兴 《铸造技术》 CAS 北大核心 2014年第10期2211-2213,共3页
研究了FGH95镍基合金在650℃、1 040 MPa条件下的蠕变行为。结果表明,在蠕变初期,基体中的位错开始形成并呈现出六边形特征,随着蠕变的进行,位错交织在一起。当蠕变进行到100 h后,位错出现在γ和γ′相之间交界处,增强了合金的抗蠕变能... 研究了FGH95镍基合金在650℃、1 040 MPa条件下的蠕变行为。结果表明,在蠕变初期,基体中的位错开始形成并呈现出六边形特征,随着蠕变的进行,位错交织在一起。当蠕变进行到100 h后,位错出现在γ和γ′相之间交界处,增强了合金的抗蠕变能力。当蠕变进行到280 h之后,在γ和γ′相交界处的位错呈现出四边形特征,导致该处应力集中,γ′相位错遭到破坏,这时基体中的蠕变位错就会运动到γ′′相之中并形成不全位错和层错的位错组态。 展开更多
关键词 FGH95镍基合金 蠕变 位错网
Evolution of misfit dislocation network and tensile properties in Ni-based superalloys: a molecular dynamics simulation 被引量:1
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作者 WenPing Wu YaFang Guo YueSheng Wang 《中国科学:物理学、力学、天文学英文版》 SCIE EI CAS 2012年第3期 419-427,共9页
脱臼网络的结构的进化是仔细与 rafting 和张力的性质有关。在这个工作,在基于 Ni 的 superalloys 的接口脱臼网络的结构的进化上的紧张率和温度的效果被分子的动力学模拟学习。在脱臼网络和张力的性质的进化之间的关联也被探索。结果... 脱臼网络的结构的进化是仔细与 rafting 和张力的性质有关。在这个工作,在基于 Ni 的 superalloys 的接口脱臼网络的结构的进化上的紧张率和温度的效果被分子的动力学模拟学习。在脱臼网络和张力的性质的进化之间的关联也被探索。结果显示脱臼网络以各种各样的紧张率和温度显示出变丑和损坏的不同的度。rafting 以各种各样的紧张率和温度取决于脱臼网络的损坏结构。而且,在基于 Ni 的 superalloys 的接口的张力的性质是仔细,与脱臼的进化有关,网络和脱臼打手势机制。 展开更多
关键词 分子动力学模拟 镍基高温合金 拉伸性能 位错网 演变 网络结构 失配 温度条件
DD8单晶镍基高温合金热机械疲劳后γ/γ′界面位错网产生内应力的计算 预览 被引量:2
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作者 周丽 李守新 +1 位作者 王跃臣 王中光 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期 245-250,共6页
计算了DD8单晶镍基高温合金在同相(IP)和反相(OP)热机械疲劳(TMF)后γ/γ′相界面上产生的位错网的内应力.结果表明:IP TMF条件下,γ/γ′相界面上产生的位错网可以释放掉大部分错配应力,同时因位错网的存在导致了γ′沉淀相发生了明显... 计算了DD8单晶镍基高温合金在同相(IP)和反相(OP)热机械疲劳(TMF)后γ/γ′相界面上产生的位错网的内应力.结果表明:IP TMF条件下,γ/γ′相界面上产生的位错网可以释放掉大部分错配应力,同时因位错网的存在导致了γ′沉淀相发生了明显的筏化现象.OP条件下产生的层错未造成基体内应力分布的不同,因此未发生γ′沉淀相的筏化. 展开更多
关键词 单晶镍基高温合金 热机械疲劳 位错网 γ/γ′界面 内应力
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同位相热机械疲劳形变后γ/γ′相界面上的位错网分析 预览
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作者 王跃臣 李守新 +3 位作者 艾素华 刘峰 周丽 张辉 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期 237-241,共5页
DD8单晶镍基高温合金经过同位相热机械疲劳(TMF)后,在垂直于应力轴的γ/γ'相界面上存在着大量的六角形位错网.对位错网中的位错进行的分析表明,六角形位错网中的位错都是刃型位错,而且这些位错的Brugers矢量都不与滑移过程开动的... DD8单晶镍基高温合金经过同位相热机械疲劳(TMF)后,在垂直于应力轴的γ/γ'相界面上存在着大量的六角形位错网.对位错网中的位错进行的分析表明,六角形位错网中的位错都是刃型位错,而且这些位错的Brugers矢量都不与滑移过程开动的滑移系相对应.利用双交滑移模型说明了位错网的形成机制. 展开更多
关键词 单晶镍基高温合金 同位相 热机械疲劳 位错网
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DD8单晶镍基高温合金热机械疲劳后的微观结构 预览 被引量:2
9
作者 王跃臣 李守新 +3 位作者 艾素华 刘峰 周丽 张辉 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期 337-341,共5页
透射电镜(TEM)观察表明,DD8单晶镍基高温合金经过热机械疲劳(TMF)后,在同位相(IP)和反位相(OP)加载的条件下,合金内部的位错组态和γ′沉淀相的形貌有很大的区别.在IP加载条件下,垂直应力轴的γ/γ′相界面上存在着密集的六角形位错网,... 透射电镜(TEM)观察表明,DD8单晶镍基高温合金经过热机械疲劳(TMF)后,在同位相(IP)和反位相(OP)加载的条件下,合金内部的位错组态和γ′沉淀相的形貌有很大的区别.在IP加载条件下,垂直应力轴的γ/γ′相界面上存在着密集的六角形位错网,平行应力轴的相界面上存在的是四边形的位错网,而且在小机械应变幅下,γ′相出现明显的筏化现象,并且随着应变幅的增加,γ′沉淀相的筏化现象也越来越不明显在OP加载条件下,在γ/γ′相界面上则没有位错网被观察到,γ′被层错剪切,并且没有明显的筏化出现. 展开更多
关键词 单晶镍基高温合金 同位相 反位相 热机械疲劳 位错网 微观结构
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静压触媒法制备的人造金刚石中的晶体缺陷 预览
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作者 尹龙卫 陈芝 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期 105-108,共4页
本文首次采用透射电子显微术系统地研究了由FeNi触媒制备的金刚石单晶的微观结构,分析了人造金刚石中存在的晶体缺陷,探讨了这些晶体缺陷形成的原因,研究发现金刚石中存在层错,棱柱位错,位错列和位错网络等晶体缺陷,研究结果表明... 本文首次采用透射电子显微术系统地研究了由FeNi触媒制备的金刚石单晶的微观结构,分析了人造金刚石中存在的晶体缺陷,探讨了这些晶体缺陷形成的原因,研究发现金刚石中存在层错,棱柱位错,位错列和位错网络等晶体缺陷,研究结果表明,金刚石中的晶体缺陷与金刚石的高温高压合成过程密不可分,主要起源于金刚石中大量过饱和的空位和观杂质所引起的内应力。 展开更多
关键词 人造金刚石 棱柱位错 层错 位错网络 静压触媒法 制备 晶体缺陷
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BBO晶体中位错的无损观察 预览 被引量:1
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作者 谭奇光 侯建国 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 1992年第4期 402-406,共5页
用λ=532nm 的 Q 开关 Nd:YAG 的 SHG 光束为光源的光散射层析法,可以无损地观测BBO 晶体中位错的形态。适当地选择入射光束的直径和方向,可以看到衬度很好的 Frank—Read位错圈和三维 Frank 网络。为 BBO 晶体生长工艺及缺陷研究提供... 用λ=532nm 的 Q 开关 Nd:YAG 的 SHG 光束为光源的光散射层析法,可以无损地观测BBO 晶体中位错的形态。适当地选择入射光束的直径和方向,可以看到衬度很好的 Frank—Read位错圈和三维 Frank 网络。为 BBO 晶体生长工艺及缺陷研究提供了一种有效的手法。 展开更多
关键词 偏硼酸 光学晶体 位错
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镍基单晶高温合金界面位错网在剪切载荷作用下的演化 被引量:1
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作者 吴文平 郭雅芳 +1 位作者 汪越胜 徐爽 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期576-583,共8页
运用分子动力学方法,研究了镍基单晶高温合金γ/γ′相界面错配位错网在剪切载荷作用下的演化特征.结果表明(100),(110)和(111)三种相界面形成的位错网在载荷作用下有不同形式和不同程度的损伤,其变形和损伤随温度的增加而增加.... 运用分子动力学方法,研究了镍基单晶高温合金γ/γ′相界面错配位错网在剪切载荷作用下的演化特征.结果表明(100),(110)和(111)三种相界面形成的位错网在载荷作用下有不同形式和不同程度的损伤,其变形和损伤随温度的增加而增加.在相同的剪切载荷和温度作用下,(100)相界面形成的正方形位错网最稳定. 展开更多
关键词 镍基单晶高温合金 界面位错网 分子动力学
镍基单晶高温合金相界面错配位错网络的演化
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作者 朱弢 王崇愚 干勇 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第F06期156-160,共5页
运用分子动力学方法,研究了镍基单晶高温合金γ/γ’相界面错配位错网络的特征.通过对界面位错的形成、位错的反应、位错网络的演化等现象的分析发现,在温度场影响下,位错网络将由弛豫初期的十四面体演化成最终的正六面体.
关键词 镍基单晶高温合金 相界面错配位错 位错网络演化 分子动力学
单向拉伸作用下Cu(100)扭转晶界塑性行为研究 被引量:6
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作者 刘小明 由小川 +2 位作者 柳占立 聂君峰 庄茁 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期1849-1856,共8页
应用分子动力学方法研究了在不同扭转角度下的Cu(100)失配晶界位错结构,以及不同位错结构对晶界强度的影响.模拟结果表明:小角度扭转晶界上将形成失配位错网,失配位错密度随着晶粒之间的失配扭转角度的增加而增加.变形过程中,位错网... 应用分子动力学方法研究了在不同扭转角度下的Cu(100)失配晶界位错结构,以及不同位错结构对晶界强度的影响.模拟结果表明:小角度扭转晶界上将形成失配位错网,失配位错密度随着晶粒之间的失配扭转角度的增加而增加.变形过程中,位错网每个单元中均产生位错形核扩展.位错之间的塞积作用影响晶界的屈服强度:随着位错网格密度的增加,位错之间的塞积作用增强,界面的屈服强度得到提高.大角度扭转晶界将形成面缺陷,在变形中位错由晶界角点处形核扩展,此时由于面缺陷位错开动应力趋于一致,因此晶界的临界屈服强度趋于定值. 展开更多
关键词 扭转晶界 失配位错网 强化机理 分子动力学
GexSi1—x/Si超晶格衬底区中的弹性场 预览 被引量:1
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作者 栾国森 胡坚 《武汉水利电力大学(宜昌)学报》 1997年第3期 81-86,共6页
针对应以超晶格界面处晶格畸变的特征,提出用位错网络模型模拟界面处的畸变,根据弹性应用Volterra点方法,导出界面畸变在衬底区(Si)中,所引起的弹性场。
关键词 应变层超晶格 能带结构 弹性场 超晶格
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形变金属Ni位错组态的透射电镜观察 预览 被引量:2
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作者 高美珍 陈明 《兰州大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 1996年第3期 74-77,共4页
用透射电子显微镜观察了金属Ni在不同塑性形变下的位错组态。通过透射电镜观察到了位错的胞状结构、滑移带及典型的位错塞积群。结果表明:金属Ni的塑性变形机制为位错滑移。
关键词 位错 塑性变形 电子显微镜 变形 金属
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定向凝固NiAl—Cr,NiAl—(Cr,Mo)共晶合金的显微结构研究
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作者 陈贤芬 《金属热处理学报》 CSCD 1996年第A00期 73-78,共6页
利用TEM研究了两种定向凝固共晶合金NiAl-Cr和NiAl-(Cr,Mo)在不同状态下的显微结构特征,以能了解复相强韧化作用。它们的显微结构分别呈棒状和层状形态,共晶两相间的界面呈半共格,存在不可动的位错网,此外,... 利用TEM研究了两种定向凝固共晶合金NiAl-Cr和NiAl-(Cr,Mo)在不同状态下的显微结构特征,以能了解复相强韧化作用。它们的显微结构分别呈棒状和层状形态,共晶两相间的界面呈半共格,存在不可动的位错网,此外,在(Cr,Mo)相上分布着细小地的共格NiAl析出相。以形变后,NiAl相中的位错被界面位错网钉扎,(Cr,Mo)相中未发现位错,经1300K×500h热处理理,共晶形态稳定不变,Ni 展开更多
关键词 定向凝固 共晶形貌 界面 位错网 共晶合金
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