FGH97粉末高温合金盘件组织性能研究
粉末高温合金FGH4097高温变形流变应力模型
近。截距 lnA=110.97，则 A=1.56E+48s-1。
《模具制造》2024 年第 3 期
·模具材料及热处理技术·
参
[1]
[2]
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图7
[5]
lnZ-ln[sinh（ασp）]关系
将 上 述 参 数 代 入 式（1）中 ，即 可 得 到 FGH4097 的
续，流变应力开始趋于稳定，这是由于动态再结晶的软
Q
）
（1）
RT
在 ασp<0.8 的低应力水平下，式（1）可以表达为：
Q
（2）
ε̇ = A1σpn1 exp（- ）
RT
在 ασp>1.2 的高应力水平下，式（1）可以表达为：
Q
（3）
ε̇ = A2exp（βσp）exp（- ）
RT
式中 ε̇ ——应变速率，s-1
涡轮盘等关键部件[2~5]。美国普遍采用挤压+等温锻造+
艺及组织性能调控机制。
· 70 ·
实验方法
FGH4097 粉末高温合金的主要合金元素有 Cr、Mo、
如表 1 所示。运用 gleeble-3500 热模拟机开展系列等温
以 20℃/s 将 圆 柱 试 样 分 别 加 热 至 变 形 温 度 1, 050℃ 、
strain rate. At a certain strain rate, the flow stress decreases with the increase of temperature. The
Arrhenius hyperbolic sinusoidal model was used to fit the stress-strain curve of FGH4097 alloy to
真空粉末锻造成型FGH95合金的流变行为和组织演变
真空粉末锻造成型FGH95合金的流变行为和组织演变李楠;陈竞炜;曲敬龙;贾建;盛利文;杨树峰【期刊名称】《航空材料学报》【年(卷),期】2024(44)2【摘要】利用Gleeble-3800热模拟试验机对真空粉末锻造成型FGH95合金的高温变形行为进行研究,在变形温度为1090~1170℃、应变速率为0.01~10 s^(−1)条件下进行热压缩实验,得到相应条件下流变应力-应变曲线,采用EBSD分析变形条件对真空粉末锻造成型FGH95合金微观组织演变的影响。
在考虑温度、应变速率、应变量对合金流变行为的影响后,选择Arrhenius方程建立真空粉末锻造成型FGH95合金的本构模型,得出真空粉末锻造成型FGH95合金的材料参数,拟合出材料参数和应变量之间的关系并对得出的本构方程进行验证。
结果表明:采用真空粉末锻造成形工艺制备的FGH95合金,在热变形过程中的流变应力随着温度的升高而减小,随着应变速率的升高而升高。
变形后组织内的再结晶晶粒的尺寸随着温度的升高而减小,随着应变速率的降低而增大。
经过计算得出变形激活能Q为685.7787 kJ·mol^(−1),真空粉末锻造成型FGH95合金流变应力的预测值和实验值的误差为6.33%,预测值和实验值吻合较好。
【总页数】10页(P133-142)【作者】李楠;陈竞炜;曲敬龙;贾建;盛利文;杨树峰【作者单位】北京科技大学冶金与生态工程学院;中国航发湖南动力机械研究所;北京钢研高纳科技股份有限公司;株洲万融新材科技有限公司【正文语种】中文【中图分类】TG146.15【相关文献】1.置氢TC4钛合金粉末烧结材料高温流变行为及组织演变2.粉末冶金Cu-15Ni-8Sn合金时效组织的演变行为3.时效制度对挤压+锻造工艺路线FGH95粉末高温合金组织和性能的影响4.置氢TC21合金粉末烧结材料高温流变行为及组织演变5.2219铝合金环轧过程流变行为及组织演变多尺度数值仿真因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
粉末高温合金材料的力学特性及其在涡轮盘上的应用研究
应用实践
连接方式：在涡轮盘上应用粉末高温合金材料时，应采用适应高温环境的连 接方式，如激光熔化焊接、电子束焊接等高能束焊接方法，以确保连接部位的强 度和可靠性。
背景
背景
粉末高温合金材料是一种通过粉末冶金工艺制备的合金，具有优异的抗氧化、 抗蠕变和抗疲劳性能。自20世纪60年代粉末高温合金材料问世以来，一直是航空、 航天、能源等领域的重要候选材料。随着涡轮盘在航空、航天、能源等领域的应 用越来越广泛，对于粉末高温合金材料在涡轮盘上的应用研究也日益受到。
材料选择
镍基单晶合金是一种先进的材料，因其出色的高温强度、良好的抗氧化性和 抗腐蚀性，广泛应用于航空、航天和能源等领域。特别是在冷却涡轮叶片上的应 用，其力学特性发挥着至关重要的作用。本次演示将对镍基单晶合金的力学特性 进行深入探讨，并分析其在冷却涡轮叶片上的应用。
二、镍基单晶合金的力学特性
二、镍基单晶合金的力学特性
内容摘要
在石油和化工领域，粉末高温合金可用于制造高温炉具和反应器等关键设备， 提高设备的耐高温性能和抗腐蚀性能。
内容摘要
总之，粉末高温合金作为一种具有优异高温性能和抗氧化性能的合金材料， 在航空、航天、石油和化工等领域有着广泛的应用前景。随着科技的不断发展， 粉末高温合金的研究和应用也将不断深入和扩展，为我国的经济发展和科技进步 做出更加重要的贡献。
三、镍基单晶合金在冷却涡轮叶 片上的应用分析
三、镍基单晶合金在冷却涡轮叶片上的应用分析
原始颗粒边界对粉末热等静压成形FGH97_合金性能的影响
第15卷 第8期 精 密 成 形 工 程2023年8月JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING121收稿日期：2023-05-22 Received ：2023-05-23基金项目：国家科技重大专项（J2019-VII-0005-0145）；稳定支持基础研究领域青年团队计划（YSBR-025）Fund ：National Science and Technology Major Project of China (J2019-VII-0005-0145); CAS Project for Young Scientists in Basic Research (YSBR-025) 作者简介：李若辰（1997—），男，硕士生。
Biography ：LI Ruo-chen (1997-), Male, Postgraduate. 通讯作者：卢正冠（1990—），男，博士，助理研究员，主要研究方向为粉末冶金成形。
Corresponding author ：LU Zheng-guan (1990-), Male, Doctor, Assistant researcher, Research focus: powder metallurgy forming. 引文格式：李若辰, 卢正冠, 吴杰, 等. 原始颗粒边界对粉末热等静压成形FGH97合金性能的影响[J]. 精密成形工程, 2023, 15(8): 121-128.LI Ruo-chen, LU Zheng-guan, WU Jie, et al. Effect of PPBs on Properties of FGH97 Alloy Prepared by Powder Metallurgy Hot 原始颗粒边界对粉末热等静压成形FGH97合金性能的影响李若辰1,2，卢正冠1，吴杰1，徐磊1（1.中国科学院金属研究所 师昌绪先进材料创新中心，沈阳 110016；2.中国科学技术大学 材料科学与工程学院，沈阳 110016）摘要：目的 基于粉末冶金近净成形工艺，研究原始颗粒边界（PPBs ）对FGH97合金力学性能的影响，并验证热处理和二次热等静压工艺能否消除PPBs 。
FGH96、FGH97粉末盘的无损检测
FGH96、FGH97粉末盘的无损检测董德秀;熊瑛;刘怀南;张传明【摘要】Through the studying of NDT methods used for FGH96 andFGH97 powder Nickel-based superalloy turbine disk and labyrinth disk,the ultrasonic inspection and fluorescent particle inspection processes have been determined for the powder disks.The inspection results prove thatthe alloy made by hot isostatic pressing（HIP）＋forging is more suitable for exposing indications with ultrasonic inspection,while the alloy made by direct HIP is good for indicating flaws with fluorescent particle inspection.%通过对FGH96粉末、FGH97粉末镍基高温合金涡轮盘、篦齿盘无损检测方法研究,确定了粉末盘超声检测和荧光检测工艺。
通过检测结果研究发现,热等静压＋锻造态合金有利于超声检测,并发现了缺陷显示;直接成型热等静压态合金有利于荧光检测,并发现了缺陷显示。
【期刊名称】《无损检测》【年(卷),期】2012(034)005【总页数】5页(P76-80)【关键词】粉末盘;超声波检测;荧光检测【作者】董德秀;熊瑛;刘怀南;张传明【作者单位】黎明航空发动机集团公司,沈阳110043;黎明航空发动机集团公司,沈阳110043;黎明航空发动机集团公司,沈阳110043;黎明航空发动机集团公司,沈阳110043【正文语种】中文【中图分类】TG115.28粉末高温合金特点为晶粒细小、组织均匀、无宏观偏析、合金化程度高、屈服强度高、疲劳性能好，是制造高推比新型发动机涡轮盘、篦齿盘等最佳材料，我国某型号发动机就用到了粉末材料（FGH96、FGH97）。
粉末高温合金FGH96线性摩擦焊接头组织与力学性能
粉末高温合金FGH96线性摩擦焊接头组织与力学性能马铁军;王为;李文亚;张勇【摘要】利用自制的XMH 160型线性摩擦焊机进行了FGH96高温合金的初步焊接实验,分析了接头组织特征,并测试了接头拉伸性能和显微硬度.结果表明:FGH96合金接头焊缝区为细晶区,热力影响区则粗、细晶共存,粗晶主要位于近焊区;接头的抗拉强度接近母材,而韧性较差;显微硬度从焊缝到母材呈现为高低高的变化趋势,热力影响区中部为最低值.除与晶粒尺寸有关外,接头力学性能还与不同区域的强化相含量与分布及晶格畸变程度等因素有关.对于FGH96线性摩擦焊接头,一方面需通过改进焊接工艺来消除焊接界面的孔洞缺陷,另一方面需通过焊后热处理来改善接头的组织及力学性能.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2014(000)010【总页数】5页(P11-15)【关键词】FGH96;线性摩擦焊;组织;力学性能【作者】马铁军;王为;李文亚;张勇【作者单位】西北工业大学凝固技术国家重点实验室摩擦焊接陕西省重点实验室,西安710072;西北工业大学凝固技术国家重点实验室摩擦焊接陕西省重点实验室,西安710072;西北工业大学凝固技术国家重点实验室摩擦焊接陕西省重点实验室,西安710072;西北工业大学凝固技术国家重点实验室摩擦焊接陕西省重点实验室,西安710072【正文语种】中文【中图分类】TG453线性摩擦焊（LFW）以其优质、高效、节能、环保等优点，已逐渐成为高推重比航空发动机整体叶盘制造与维修的关键核心技术之一。
目前，线性摩擦焊的研究与应用主要是针对风扇及低压压气机的钛合金整体叶盘进行。
Vairis和Frost［1，2］系统研究了Ti－6Al－4V（TC4）的线性摩擦焊工艺，分析了焊接过程并进行了参数优化。
马铁军等［3，4］针对多种钛合金进行了线性摩擦焊实验，揭示了接头组织特征、力学性能和工艺参数之间的关系。
张田仓等［5，6］也对多种钛合金进行了同质或异质线性摩擦焊，揭示了其组织演变规律与性能特征。
粉末高温合金FGH96惯性摩擦焊接头常温力学性能分析
第26卷 第3期2006年6月航 空 材 料 学 报J OURNAL OF A ERONAUT ICAL MAT ER I A LSV o.l 26,N o .3June 2006粉末高温合金FGH96惯性摩擦焊接头常温力学性能分析何胜春,张田仓,郭德伦(北京航空制造工程研究所北京100024)摘要:第二代粉末高温合金FGH 96是采用损伤容限设计思想研制的新型粉末高温合金,是当前750 工作条件下满足高推比、高燃效发动机使用要求的涡轮盘、环形件和其他热端部件的理想材料。
结合FGH96惯性摩擦焊接头的组织特征和强化相 数量分析接头的显微硬度和常温拉伸性能。
结果表明,FGH 96惯性摩擦焊接头具有良好的常温力学性能。
关键词:FGH 96;惯性摩擦焊;显微硬度;常温拉伸性能中图分类号:TG453 文献标识码:A 文章编号:1005-5053(2006)03-0122-04收稿日期:2006-01-30;修订日期:2006-03-23作者简介:何胜春(1977-),男,硕士,工程师,主要从事高温合金、钛合金惯性摩擦焊工艺研究,(E -m a il)shengchun _he @hot ma i.l co m 。
第二代粉末高温合金FGH 96是采用损伤容限的设计思想研究出来的新型高温粉末合金,与FGH 95相比适当减少了强化相 的含量,调整了晶粒尺寸,使强度有所降低,但高温抗裂能力得到较大提高。
通常的制造工艺是采用真空感应熔炼母合金,然后雾化制取预合金粉末,以热等静压+等温锻造等工艺制取零件毛坯,通过热处理控制晶粒的尺寸。
FGH 96是当前750 工作条件下满足高推比、高燃效发动机使用要求的涡轮盘、环形件和其他热端部件的关键材料[1]。
在航空发动机高温合金整体涡轮转子部件焊接技术研究方面,通过多年的生产应用实践,国外一些先进的航空发动机制造公司已将摩擦焊接作为焊接高性能航空发动机整体转子部件的主导的、典型的和标准的工艺方法,普遍认为摩擦焊是最可靠、再现性最好和最可依赖的焊接技术。
粉末冶金高温合金的组织和性能研究
图２ ＦＧＨ４０９６合金显微组织形貌．
Ｆｉｇ．２
Ｍｉｅｒｏｓｔｒｉａｃｔｔｔｉｍ ｏｆ ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙ ＦＧＨ４０９６ ｄ—金相；ｂ—ⅡＭ
图３ ＦＧＨ４０９７合金显微组织形貌 Ｆｉｇ．３ Ｍｉｅｒｏｏｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｓｕｐｅｒａｌ｜ｏｙ ＦＧＨ４０９７
ｎ一金相；６一ｓＥＭ
３．３台金性能
台盒
Ｔａｂｌｅ ２
裹２ ３种台金中的相组成 Ｃｏｍｏｏｓｌｔｔｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｐｈａｓ８ ｉｎ ＦＣＩｔ４０９５，ＦＧＩｔ４０９６ ａｎｄ １７ＣＩｔ４０９７ ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙｓ
ＦＣ｝１４０９５
ＦＧＨ４０９６
ＦＧＨ４０卯
合盒中相组成
Ｔ，Ｙ’，ＭＣ，鸭Ｂ２（痘）
１，一．Ｍｃ，Ｍ∞（２６（痕），Ｍ，Ｂ２（痕）
３．３．１室温拉伸性能 ＦＧＨ４０９５的室温拉伸强度分别比ＦＧＨ４０９６和 ＦＧＨ４０９７高１１％和２１％，ＦＧＨ４０９７的拉伸塑性最好。 ＦＧＨ４０９６介于二者之间（图４）。从屈强比（％：／吼） 看，ＦＧＨ４０９７为０．６８，ＦＧＨ４０９６为０．７２．ＦＧＨ４０９５为
０．７５。
３．３．２室温硬度和室温冲击韧性 从表３可见，ＦＧＨ４０９５室温硬度分别比ＦＧＨ４０９６ 和ＦＧＨ４０９７合金高１０％和２１％，ＦＧＨ４０９５室温冲击韧 性最差，ＦＧＨ４０９６与ＦＧＨ４０９７比ＦＧＨ４０９５高约６０％。
Ｓｔｕｄｙ Ｏｉｌ Ｍｉｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｐｏｗｄｅｒ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ Ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙｓ
Ｚｈａｎｇ Ｙｉｗｅｎ＠Ｔａｏ Ｙｕ Ｚｈａｎｇ Ｙｉｎｇ Ｌｉｕ Ｊｉａｎｔａｏ Ｚｈａｎｇ Ｇｕｏｘｉｎｇ Ｚｈａｎｇ Ｎａ （Ｈｉ曲Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＣＩＳＲＩ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８１，Ｃｈｉｎａ）
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２ ． ２ 组 织及 相分 析
表 耳低周 疲 劳性 能
温度， ℃ 应力 （ Ｎ Ｐ ａ ） 循环周次Ｎ
Ｉ ６ ５ ０
６ ５ ０
７ ５ ０
９ ８ ０
９ ８ ０
９ ０ ０
１ ５ ０ ０ ０ 未 断
３ １ ９ ８ ７ 断
５ ０ ０ ０ ０ 未 断
相 和碳 化 物 。存 在 ３ 种 相 ，一 次 距 和 分 布 直 接 影 响着 合 金 的强 化 效 应 。 相 呈 方 形 分 布 在 晶 界 上 ，尺 寸 该 合金 中加 入 了铬 、钼 、钨 、铌 、钛 为８ ０ ０ ｎ ｍ一１ ３ ０ ０ ｎ ｍ，二次 相 形 和 碟 形 主 要 分 布 在 晶 内 ， 尺 寸 为 以上 ，以保证获得稳定的高合金化
６ ５ Ｏ
７ ５ ０ ７ ５ ０
８ ７ ０
５６ ０ ５６ ０
１ ０ ｏ
７ ５ ０ ７ ５ ０
０． ２ １ ４
０ ． ４ ８ ０ Ｏ ． ５ ８ １
Ｆ Ｇ Ｈ９ ７ 盘件具有 良好的综合力学性 采用硫酸铜溶液对盘件 的表面进行 能 。７ ５ ０ ￣ Ｃ 拉伸 强度 、持久 和 抗蠕 变 性能 低倍 腐 蚀 检查 。可 见 盘 件 表 面 无 目视 可 较６ ５ ０ ￣ Ｃ 下降较为明显 ，但未发现有关文 见 的孔洞 和 裂纹等 冶金 缺 陷 。 章 中提 到 的７ ５ ０ ％具 有持 久敏 感性 。 采 用 卡林 试 剂 对 盘 件 外 缘 、 １ ／ ２ Ｒ、 ３讨 论 中心 三 处 部位 进行 高 倍 组 织 检 查 。不 同 部位的晶粒度均分布在６ — ７ 级 ，未见原始 粉末颗粒边界 （ Ｐ Ｐ Ｂ）等冶金缺陷。 扫 描 电镜观 察 的Ｆ Ｇ Ｈ９ ７ 盘件 ３ ． １ 合金化学成分及相分析 Ｆ Ｇ Ｈ ９ ７ 合金是镍基粉末高温合金 ， 其中主要强化相 ＾ ｖ 相的数量、大小 、间
Ｚ
％
２ ３ ． ８ ２ ５ ． ２ ５ ２ ６ ． ５
ＡＫ
Ｊ
４ １
ＨＢ（ ｄ）
ｍｍ
３ ． １ ０
剖 分 析 ，通 过 对 组 织 形 貌 的 观察 以及 力 学 性 能 检 验 ，掌 握 该 合 金 的 组 织 特 点 和 性 能水 平 。 １实验 方 法
表 ３蠕 变性 能
温度， ℃ 应力 时间 残余变形 ％
０ ． １ ８ ８
界上。
（ Ｎ Ｐ ａ ） （ ｈ ． ａ ｒ ｉ ｎ ）
６ ５ ０ ８ ７ Ｏ １ ０ ｏ
２ ． ３力学 性能
按 技 术 条件 对 Ｆ Ｇ Ｈ ９ ７ 盘件 的力 学 性
能进行了测试 ，结果见表 １ 表４ 。
解 剖了北京钢铁研究总院提供的直 接热等静压成形＋ 最终热处理的Ｆ Ｇ Ｈ ９ ７ 盘 件 ，进 行 化 学 成 分 、 高低 倍 组 织 观 察 、
相 分 析 、力 学 性 能 测 试 和 试 样 断 口分 析。 ２实 验 结 果 ２ ． １ 化学 成分
袁２ 持 久 性能 温度／ ℃ 应力 （ Ｍ Ｐ ａ ） 时间 （ ｈ ． ａ ｒ ｉ ｎ ） 延伸率 ８ （ ％） 缺 口试样时间 （ Ｒ ＝ ０ ． １ ５ ａ ｒ ｍ）
袁１ 拉仲 、 冲击性 能
拉伸 、冲击性能
温度／ ￣ Ｃ Ｒ ｍ
ＭＰａ
２ ０ ６ ５ ０ ７ ５ ０ １ ４ ７ ７ １ ３ ０ ５ １ １ ９ ０
Ｒｐ ０ ． ２
ＭＰａ
１ ０８ ０ １ ０１ ３ ． ７ ５ ９ ９ ５
Ａ
％
２ ２ ． ８ ２ ５ ． ３ ７ ５ ２ ５ ． Ｏ
Ｃｈ ｉ ｎａ Ｎｅ ｗ Ｔｅ ｅ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｅ ｓ
Ｑ 鱼
： Ｑ ！ ２
工 业 技 术
Ｆ Ｇ Ｈ９ ７ 粉末高温合 金盘 件 组织性 能研究
刘君滨
（ 沈 阳黎 明航 空发 动机 （ 集团 ）有限责任 公司 ，辽宁 沈阳 １ １ ０ ０ ４ ３）
摘 要 ：本 文 对特 定制 造 工 艺及 热处 理制 度 下的 Ｆ Ｇ Ｈ９ ７ 镍 基 高 温合金 盘 件进 行 组织 性 能分析 。 主要 强化 相 相 、碳 化 物 的形 态、尺 寸和 分布 以及 相 互 匹配是 该合 金 具有 良好 综合 力 学性 能的 原 因。通 过 系列 力 学性 能试 验 及相 应 断 口形 貌 分 析 ，反 映 出 了采用 该工 艺制 造 的盘件 的组 织性 能特 点 。 关 键词 ：Ｆ Ｇ Ｈ９ ７ ；组 织形 貌 ；力学 性能 中图分 类 号 ：Ｔ Ｆ １ ２ ２ 文献 标识 码 ：Ａ
１ ５． ５， Ｎｏ 一３ ． ９， Ｗ 一 ５． ５， Ａ１ － ４． ８ ６， Ｔ ｉ 一１ ． ７， Ｎｂ一２． ５， Ｍ ｇ 一 ０． ０１， Ｈｆ －０． ２， Ｂ－Ｏ． ０１ １， Ｚｒ －０． ０１ ４， Ｍｎ－０． ０ ２， Ｓ ｉ － ０． １， Ｆｅ 一０． ４， Ｓ一 ０． ０ ０ ０ ５， Ｐ＜ Ｏ ． ０１ ５， Ｃｅ ＜０ ． Ｏ１ 。
６ ５ Ｏ ９ ８ ０ ２ ４ １ ｈ ￣ 滑断 １ ７ ． ６ ＞ 光滑
７ ５ ０
６ ８ ０
２ ０ ０ ｈ ￣滑断
１ ５
＞光滑
碳 化 物 为 主 要 为 ＭＣ，并 有 少 量 的 Ｆ Ｇ Ｈ ９ ７ 盘件的化学成分 （ 质量分数， Ｍ６ Ｃ ，Ｍ 。 Ｃ 和Ｍ３ Ｂ ２ ，其 中ＭＣ 分布在 晶内 ％）分 析结 果 为 ：Ｃ 一 ０ ． ０ ５ ２ ，Ｃ ｒ － ８ ． ８ ，Ｃ ｏ 一 和 晶 界 上 ，Ｍ ６ Ｃ，Ｍ： Ｃ 和 Ｍ， Ｂ 分 布 在 晶
Ｆ ＧＨ９ ７ 属 于第 一代 镍 基粉 末 高温
合 金 ，是 制 造高 性 能 航 空 发 动 机 的重 要 材 料 。采 用 该 合 金制 造 的盘 件 具 有 强 度 高 、疲 劳 性 能 好 、无 宏 观 偏 析 等特 点 。
本文通过对所研制的Ｆ Ｇ Ｈ ９ ７ 盘件 进 行 解