镍基高温合金γ'形貌转变动力学
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。
固溶参数对镍基高温合金K439B_显微组织及力学性能的影响
第 4 期第 120-126 页材料工程Vol.52Apr. 2024Journal of Materials EngineeringNo.4pp.120-126第 52 卷2024 年 4 月固溶参数对镍基高温合金K439B 显微组织及力学性能的影响Effect of solution parameters on microstructures and mechanical properties of K439B nickel -based superalloy张雷雷1，2，陈晶阳2*，任晓冬2，张明军2，汤鑫2，肖程波2，杨卿1*（1 西安理工大学 材料科学与工程学院，西安 710048；2 中国航发北京航空材料研究院 先进高温结构材料重点实验室，北京 100095）ZHANG Leilei 1，2，CHEN Jingyang 2*，REN Xiaodong 2，ZHANG Mingjun 2，TANG Xin 2，XIAO Chengbo 2，YANG Qing 1*（1 School of Materials Science and Engineering ，Xi ’an University ofTechnology ，Xi ’an 710048，China ；2 Science and Technology on Advanced High Temperature Structural Materials Laboratory ，AECC Beijing Institute of Aeronautical Materials ，Beijing 100095，China ）摘要：采用金相显微镜和场发射扫描电子显微镜 （FE -SEM ） 研究不同固溶温度（1140，1160 ℃及1180 ℃）及固溶冷却方式（AC ，FC -900 ℃+AC ，FC ）等热处理参数对K439B 合金显微组织及力学性能的影响。
Inconel718(N07718、NC19FeNb)镍基合金 高温合金
上海商虎/张工：158 –0185 -9914材料牌号：Inconel718镍基合金美国牌号：NO7718德国牌号：W.Nr.2.4668/NiCr19Fe19Nb5法国牌号：Nc19FeNb一、Inconel718（N07718）镍基合金概述：Inconel718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、Inconel718材料牌号：Inconel718。
2、Inconel718相近牌号：Inconel718(美国),NC19FeNb(法国)。
3、Inconel718材料的技术标准4、Inconel718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，减少疲劳源和增加强化相的数量，提高抗疲劳性能和材料强度。
同时减少有害杂质和气体含量。
高纯成分是在优质标准基础上降低硫和有害杂质的含量，提高材料纯度和综合性能。
核能应用的Inconel718合金，需控制硼含量（其他元素成分不变），具体含量由供需双方协商确定。
当ω（B）≤0.002%时，为与宇航工业用的Inconel718合金加以区别，合金牌号为Inconel718A。
镍基合金
Cr在Ni在中的溶解度 Al是镍基合金中相的主要形 在显微组织正常的镍基 较高，且随着温度的 成元素，通过γ’相在合金中 高温合金中，主要是γ 升高溶解度增大。在 的弥散分布，从而强化镍基 相和γ’相，还有几种相 镍基高温合金中的作 合金。而γ’相也可以溶入更 是在合金的服役过程中 用主要是提高合金的 多的合金元素，如Ta、Cr、 析出的。γ相是通常含 抗氧化和抗腐烛能力， Mo、W等，从而强化和稳 有较大数量固溶元素 在高温环境中，可在 定γ’相。在高温环境条件下，(如Co、Cr、Mo和W) 合金表面形成氧化膜， Al可在镍基合金表面形成氧 的连续分布的面心立方 氧化膜可以阻碍合金 化膜，提高合金的抗氧化和 结构的镍基奥氏体相。 进一步被氧化和被腐 抗腐烛性能。 蚀。
可以看出，经不同温度高温氧化100h后， 合金的氧化动力学曲线的特征基本相同， 在氧化初期，合金氧化增重较快，随着氧 化时间的延长，合金氧化增重的幅度相对 减小，且随氧化时间的不断延长这种趋势 趋于更加明显。镍基合金经850°C高温氧 化100h后的动力学曲线，如图2.1中曲线a所 示，合金氧化14h后，合金的氧化增重为 0.841mg/cm2，合金氧化100h后，其氧化增 重为1.2996mg/cm2，可以计算得出合金在850℃高温氧化100h的平均氧化速率 为0.012996mg/(cm2· h)。900°C时合金高温氧化100h后的动力学曲线，如图 2.1中b曲线所示，可以看出，合金氧化14h后的氧化增重为0.9556mg/cm2，合 金氧化后100h，其氧化增重为1.43mg/cm2，可以计算得出合金在900℃高温氧 化的平均氧化速率为0.0143mg/(cm2· h)。合金在950℃高温氧化100h后的动力 学曲线，如图2.1中曲线c所示，合金氧化14h后，合金的氧化增重为 1.3264mg/cm2，合金氧化100h后，其氧化增重为2.38mg/cm2, 可以计算得出合 金在900℃高温氧化100h平均氧化速率为0.0238mg/(cm2· h)在850℃~950℃恒温 氧化期间，合金表面氧化物膜无明显剥落。
交变磁场对DZ483高温合金γ'相形态和力学性能的影响
交变磁场对DZ483高温合金γ'相形态和力学性能的影响马晨凯;玄伟东;王欢;赵登科;袁兆静;任忠鸣【摘要】The morphology of γ' phase and mechanical properties of DZ483 nickel-base superalloy were investigated through solution and aging treatment under alternating magnetic field.The results showed that on the one hand,the morphology of γ' phase transformed from sphere to cube and be aligned regularly under alternating magnetic field.On the other hand,the content of Al and Ta increased,while the content of Co,Cr and W decreased.Moreover,the tensile strength of DZ483 superalloy at 950 ℃ increased by 2.3％ and 4.5％ under alternating magnetic field of 0.06 T and 0.1 T compared with that without magnetic field,respectively.%在交变磁场中对DZ483高温合金进行固溶和时效处理,研究了不同交变磁场强度对DZ483镍基高温合金γ '强化相的形貌及其力学性能的影响.结果表明,交变磁场的施加一方面可以促进γ'相由球形向立方形转变,使其排列更加规则;另一方面使γ'相中Al和Ta 元素的含量增加,Co、Cr和W元素的含量降低.此外,在0.06和0.1T交变磁场中处理的DZ483高温合金,其950℃抗拉强度分别比无磁场时提高了2.3％和4.5％.【期刊名称】《上海金属》【年(卷),期】2017(039)003【总页数】6页(P45-50)【关键词】交变磁场;DZ483高温合金;热处理;γ'相;力学性能【作者】马晨凯;玄伟东;王欢;赵登科;袁兆静;任忠鸣【作者单位】省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室、上海市钢铁冶金新技术开发应用重点实验室和上海大学材料科学与工程学院,上海200072;省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室、上海市钢铁冶金新技术开发应用重点实验室和上海大学材料科学与工程学院,上海200072;省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室、上海市钢铁冶金新技术开发应用重点实验室和上海大学材料科学与工程学院,上海200072;省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室、上海市钢铁冶金新技术开发应用重点实验室和上海大学材料科学与工程学院,上海200072;省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室、上海市钢铁冶金新技术开发应用重点实验室和上海大学材料科学与工程学院,上海200072;省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室、上海市钢铁冶金新技术开发应用重点实验室和上海大学材料科学与工程学院,上海200072【正文语种】中文高温合金是制造先进航空发动机的关键材料[1- 2]，占航空发动机材料总量的40%～60%[3]，因此高温合金材料的性能对航空发动机的整体性能有着重要影响[4- 5]。
新型镍基粉末高温合金相变温度的测定
新型镍基粉末高温合金相变温度的测定丁晗晖;方姣;刘锋;江亮【摘要】分别采用热力学计算(thermo-calc,TC),差热分析(differential thermal analysis,DTA)和金相法(metallography observation)测定一种新型镍基粉末高温合金(CSU-A)的铸态母合金及其热挤压态合金的相变温度,分析和对比升温测试和降温测试对差热分析结果的影响.结果表明,热力学计算可准确预测合金的固、液相线温度;铸态合金的γ′相先后发生2次析出/固溶,且γ′相的完全固溶温度高于挤压态合金的γ′相完全固溶的温度;DTA降温曲线的相变温度低于升温曲线的相变温度,凝固过冷度(TL)和γ′相析出过冷度(T1γ′,T2γ′)分别为16,35和43℃.最终确定挤压态CSU-A合金的γ′相完全固溶温度为1145±5℃,铸态合金的γ′相完全固溶温度为1196℃,固、液相线温度分别为1259和1356℃.【期刊名称】《粉末冶金材料科学与工程》【年(卷),期】2017(022)006【总页数】8页(P719-726)【关键词】粉末高温合金;相变温度;热力学计算;差热分析;金相法【作者】丁晗晖;方姣;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;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】TG113.2;TG15.2镍基粉末高温合金是现代高性能航空发动机涡轮盘等关键热端部件的首选材料[1−2]。
CSU-A是在第二代粉末高温合金成分基础上由本课题组自主研发设计的新型镍基粉末高温合金，该合金的基体相为连续分布的面心立方(FCC)固溶体γ相，析出强化相以有序面心(FCC-L12)γ′相为主，常常伴有少量的碳化物(MC, M23C6)、硼化物及TCP有害相[3]。
【国家自然科学基金】_单晶镍基高温合金_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140802
科研热词 镍基单晶合金 蠕变 有限元分析 单晶镍基合金 蠕变寿命 孔洞 低周疲劳 高温蠕变模拟 高温度梯度 高温合金 雀斑 镍基高温合金 镍基单晶高温合金 镍基单晶叶片 镍基单晶 航空发动机 细观结构演化 组织演化 筏化 疲劳失效准则 点阵错配度 温度梯度 涡轮冷却叶片 棘轮效应 枝晶偏析 损伤 成分分配比 微观组织 应力松弛 寿命预测 定向凝固 发动机性能 单晶高温合金 单晶镍基高温合金 单晶涡轮叶片 力学性能 切口试样 再结晶 修正θ 函数影射法 γ ′相形貌 ru cr
推荐指数 3 3 3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42
推荐指数 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 2晶镍基合金 组织演化 镍基合金 镍基单晶合金 镍基单晶 镍基单品高温合金 蠕变特征 蠕变性能 细观胞元结构 筏化 热处理制度 有限元分析 晶体取向 持久寿命 差热曲线 固溶处理 各向异性 取向偏离角 单晶高温合金 单晶 内摩擦应力 元素偏析 x射线衍射 tcp相 re
科研热词 镍基单晶高温合金 组织演化 蠕变 定向凝固 单晶镍基合金 高温合金 镍基高温合金 单晶高温合金 ru 镍基单晶合金 电弧离子镀 热腐蚀 残余应力 断裂 孪晶 复合涂层 变形特征 单晶 元素re 位错 亚晶 re 高温持久性能 韧窝 长期时效 错配度 透射电镜 过冷度 蠕变筏化模型 蠕变性能 螺旋选晶器 蝶形γ ′ 细观位错 疲劳 熔体过热处理 枝晶生长 杂质对 杂晶 有限元模拟 晶粒取向 断口表面 持久 微重力 微观组织 微观偏析 平衡分配系数 工艺参数 嵌镶结构 寿命预测 失配位错 固溶热处理 喷丸强化
ni基高温合金γ'相化学腐
ni基高温合金γ'相化学腐（最新版）目录一、引言1.介绍 ni 基高温合金的重要性2.介绍γ"相在 ni 基高温合金中的作用3.说明γ"相化学腐蚀问题的严重性二、γ"相化学腐蚀的原因1.概述γ"相的结构和性质2.分析γ"相化学腐蚀的主要原因3.讨论影响γ"相化学腐蚀的因素三、γ"相化学腐蚀的危害1.对 ni 基高温合金性能的影响2.对 ni 基高温合金使用寿命的影响3.对 ni 基高温合金维护成本的影响四、γ"相化学腐蚀的防止方法1.优化合金成分设计2.改进加工工艺3.表面防护处理五、结论1.总结γ"相化学腐蚀的原因和危害2.强调防止γ"相化学腐蚀的重要性3.展望未来研究方向正文一、引言镍基高温合金是一种在高温环境下具有良好的抗氧化性、热疲劳性、蠕变性和耐磨性等综合性能的合金。
在我国航空、航天、能源等领域的发展中，镍基高温合金发挥着关键作用。
其中，γ"相是镍基高温合金中的一种重要组织，它对合金的性能和寿命有着重要影响。
然而，γ"相化学腐蚀问题在实际应用中日益突出，给镍基高温合金的可靠性和稳定性带来了严重威胁。
二、γ"相化学腐蚀的原因1.概述γ"相的结构和性质γ"相是镍基高温合金中的一种次生相，具有面心立方结构。
γ"相主要由镍、铬、钼、钨、铼等元素组成，其形成温度通常在 800-1200℃之间。
γ"相具有较高的热稳定性和抗氧化性，可以显著提高镍基高温合金的性能。
2.分析γ"相化学腐蚀的主要原因γ"相化学腐蚀的主要原因是其内部的铬、钼等元素与氧、硫等腐蚀性介质发生化学反应，形成氧化物、硫化物等腐蚀产物。
这些腐蚀产物会导致γ"相的结构和性能发生变化，从而降低镍基高温合金的性能和寿命。
3.讨论影响γ"相化学腐蚀的因素影响γ"相化学腐蚀的因素主要有合金成分、加工工艺、使用环境等。
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镍基高温合金在航空航天、能源等领域有着广泛的应用，其中γ'相是
其主要的强化相。
而γ'相在高温条件下的形貌转变动力学对合金的性
能具有重要影响。
本文将针对镍基高温合金γ'相形貌转变动力学进行
探讨，以期加深对该合金在高温应用中的性能理解。
1. 镍基高温合金概述
镍基高温合金是一类具有优良高温强度、抗氧化和耐腐蚀性能的合金
材料，广泛应用于航空航天发动机、燃气轮机、核工程和化工等领域。
镍基高温合金的优异性能得益于其中的弥散强化相γ'相，该相是对合
金高温强化的关键。
2. γ'相结构特征
γ'相是一种具有面心立方结构的弥散强化相，其化学组成主要为镍、铝和钛。
γ'相以其在高温下的良好热稳定性和强化效果而备受研究者关注。
然而，γ'相结构的稳定性和形貌转变动力学直接影响了合金的高温强化性能。
3. γ'相形貌转变动力学
γ'相在高温条件下存在着形貌转变的现象，主要包括球状颗粒的长大、间隙溶质原子的扩散和相变等。
这些形貌转变过程对合金的高温力学
性能和抗氧化性能具有重要影响。
4. 形貌转变的动力学机制
形貌转变的动力学机制主要包括扩散控制和界面动力学控制两种。
扩散控制是指溶质原子在晶体内扩散，导致颗粒长大和形貌转变。
而界面动力学控制则是指相界面的迁移和相变过程对形貌转变的影响。
5. 形貌转变对合金性能的影响
形貌转变过程会导致γ'相颗粒的尺寸和分布发生变化，进而影响合金的高温强度、抗氧化性能和热疲劳性能。
了解和控制形貌转变动力学对提高镍基高温合金的性能具有重要意义。
镍基高温合金γ'相形貌转变动力学是影响合金高温性能的重要因素，对其进行深入研究，可以为合金的设计和优化提供重要的理论指导和实际应用价值。
希望本文能够对此有所启发，促进相关领域的研究和发展。
6. 形貌转变动力学的研究方法
为了深入理解镍基高温合金γ'相的形貌转变动力学，研究者采用了多种实验和理论模拟方法。
实验方法包括透射电子显微镜（TEM）、X 射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等对材料进行形貌分析和晶体结构表征。
理论模拟方面，分子动力学（MD）、密度泛函理论（DFT）等方法被广泛运用于研究形貌转变的动力学机制。
7. 形貌转变动力学的影响因素
形貌转变动力学的过程受到多种因素的影响，其中包括合金成分、热处理工艺、应力状态等。
合金成分的变化会改变γ'相的化学组成和晶体结构，从而影响形貌转变的速率和机制；热处理工艺的优化能够促
进γ'相在高温下的稳定性和形貌转变的控制；应力状态则会影响相界面的迁移和相变过程，直接影响形貌转变动力学的发展。
8. 形貌转变动力学的优化途径
通过合金设计、热处理工艺等途径，可以优化镍基高温合金的γ'相形貌转变动力学，提高合金的高温性能。
通过调控合金的成分比例和添加微合金元素，可以优化γ'相的化学组成和晶体结构，降低形貌转变的速率；在热处理工艺上，优化退火温度和时间，控制晶界能量和应力分布，有助于稳定γ'相的形貌和尺寸，提高合金的高温力学性能和抗氧化性能。
9. 形貌转变动力学在镍基高温合金设计中的应用
对镍基高温合金γ'相形貌转变动力学的深入了解，对于合金设计和性能优化具有重要意义。
通过合金成分的调控和热处理工艺的优化，可以实现镍基高温合金的形貌转变动力学的精确控制，提高合金的高温强度、抗氧化性能和热疲劳性能。
这为合金在航空航天、能源等高温领域的应用提供了重要的理论指导和技术支持。
10. 结语
镍基高温合金γ'相形貌转变动力学是当前材料科学领域的研究热点之一。
了解和控制形貌转变动力学对于提高镍基高温合金的性能具有重要意义。
通过不断深入的研究和探索，相信在未来能够有更多的突破和创新，为镍基高温合金的设计、制备和应用提供更加可靠的理论基
础和技术支持。
希望本文能够对相关领域的研究和发展有所启发，促进镍基高温合金的进一步应用和推广。