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大规格镍基高温合金轮盘长时时效对组织影响
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作者 江雷 颜家振 +2 位作者 张晓林 高振桓 杨吉辉 《大型铸锻件》 2024年第6期55-59,共5页
镍基高温合金轮盘是燃气轮机关键部件,长时时效组织演化对轮盘服役寿命有较大影响。大规格轮盘镍基高温合金4725FC1标准热处理后取样分别在620℃650℃温度下选用不同时间进行长时时效,最长10000 h。研究表明:镍基高温合金4725FC1碳化物... 镍基高温合金轮盘是燃气轮机关键部件,长时时效组织演化对轮盘服役寿命有较大影响。大规格轮盘镍基高温合金4725FC1标准热处理后取样分别在620℃650℃温度下选用不同时间进行长时时效,最长10000 h。研究表明:镍基高温合金4725FC1碳化物主要形式为MC型,碳化物尺寸小于10μm,在620℃和650℃温度下10000 h时效合金晶粒无明显变化,随时效时间增加,晶界上的δ相明显增多且呈现出连续化的趋势,同时晶内的针状δ相数量也增加;650℃下时效10000 h后晶内会出现白色的富Nb、Cr、Mo元素相,会降低基体的固溶度进而影响合金的力学性能。长时时效一定程度上能增加合金的硬度,但是增加的幅度不大。 展开更多
关键词 IN718 燃机轮盘 长时时效 Δ相
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长时热暴露对Mar-M247合金组织演变及高温拉伸性能的影响
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作者 罗超 商玉洁 +2 位作者 高振桓 王西涛 何金珊 《材料热处理学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期79-86,共8页
研究了等轴Mar-M247高温合金在800℃热暴露长达24000 h过程中的组织演变规律和800℃的高温拉伸强度和塑性。结果表明:热暴露5000 h前,合金的枝晶干二次γ′相、三次γ′相尺寸显著增大,热暴露5000~240000 h时,枝晶干二次γ′相尺寸没有... 研究了等轴Mar-M247高温合金在800℃热暴露长达24000 h过程中的组织演变规律和800℃的高温拉伸强度和塑性。结果表明:热暴露5000 h前,合金的枝晶干二次γ′相、三次γ′相尺寸显著增大,热暴露5000~240000 h时,枝晶干二次γ′相尺寸没有明显变化,枝晶干三次γ′相尺寸略微增长。随热暴露时间延长,枝晶干二次γ′相体积分数增大,三次γ′相体积分数下降。根据两种γ′相的尺寸分布(PSD),两种γ′相的粗化均符合跨界面扩散控制(Trans-interface diffusion-controlled,TIDC)粗化理论;晶界处MC型碳化物通过MC+γ→M_(23)C_(6)+γ′反应逐渐分解,在晶界处形成γ′相膜,包裹着MC型碳化物和M_(23)C_(6)型碳化物。高温拉伸实验结果表明,随热暴露时间的延长,合金的屈服强度和抗拉强度先减小后基本不变,伸长率和断面收缩率先增大后减小再增大,在热暴露5000 h后,屈服强度和抗拉强度分别减小了164和76 MPa,而在热暴露5000~24000 h时,屈服强度和抗拉强度分别稳定在750和950 MPa。 展开更多
关键词 镍基高温合金 等轴Mar-M247合金 热暴露 组织演变 拉伸性能
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镍基高温合金设计研究现状与展望
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作者 吴昊 吴松 +3 位作者 聂丽萍 高振桓 王常帅 巩秀芳 《大型铸锻件》 2024年第6期26-33,共8页
综述了近年一些镍基高温合金设计方法的发展,分析了这些方法的设计思路、理论依据、过程特点及其应用。介绍了蠕变性能、铸造性能、抗氧化性能和微观组织稳定性等一些先进的合金设计准则。结合人工智能与合金设计理论,讨论了未来镍基高... 综述了近年一些镍基高温合金设计方法的发展,分析了这些方法的设计思路、理论依据、过程特点及其应用。介绍了蠕变性能、铸造性能、抗氧化性能和微观组织稳定性等一些先进的合金设计准则。结合人工智能与合金设计理论,讨论了未来镍基高温合金设计的发展趋势。 展开更多
关键词 镍基高温合金 合金设计方法 CALPHAD 人工智能
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冷却速率对MarM247铸造合金组织及拉伸性能的影响
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作者 杨乐馨 高振桓 巩秀芳 《东方汽轮机》 2024年第3期57-61,76,共6页
通过研究定向凝固Mar M247合金冷却速率和显微组织,显微组织同拉伸性能间的关系,推导出合金冷却速率同拉伸性能间的关系。结果表明,冷却速率0.15~2.00℃/s,随着冷却速率的增加,合金二次枝晶臂间距(λ^(2))、最大碳化物尺寸(C_(1))和共... 通过研究定向凝固Mar M247合金冷却速率和显微组织,显微组织同拉伸性能间的关系,推导出合金冷却速率同拉伸性能间的关系。结果表明,冷却速率0.15~2.00℃/s,随着冷却速率的增加,合金二次枝晶臂间距(λ^(2))、最大碳化物尺寸(C_(1))和共晶平均尺寸(E_(4))逐渐减小,且分别满足λ_(2)=42.68·^(■-0.2548),C_(1)=-22.95·log■+38.59,E_(4)=-11.21·log■+26.88关系式。而相同浇铸温度(1480℃)和模组结构,不同模壳温度(950℃、1000℃、1100℃、1180℃)试验浇铸所得铸件合金组织(二次枝晶臂间距、最大碳化物尺寸和共晶平均尺寸)同其屈服强度和抗拉强度也呈负相关关系。借助合金组织特征参数推导出的冷却速率和拉伸性能关系式,为利用冷却速率评估、计算铸件力学性能提供了参考。 展开更多
关键词 Mar M247高温镍基合金 冷却速率 (γ-γ')共晶 屈服强度
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12Cr-4Ni-3Mo-V-Nb-N叶片钢高频淬火后回火硬化现象 被引量:1
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作者 高振桓 巩秀芳 +3 位作者 徐永锋 杨明 张邦强 范华 《东方汽轮机》 2015年第1期65-67,共3页
12Cr-4Ni-3Mo-V-Nb-N叶片钢在高频淬火后进行不同温度的回火,发现随回火制度不同,硬度在250℃/4 h回火后下降,但在250℃/4 h+500℃/4 h及500℃/4 h回火后明显升高,文章对不同温度下回火的组织进行了TEM观察,结果显示在500℃回火过程中... 12Cr-4Ni-3Mo-V-Nb-N叶片钢在高频淬火后进行不同温度的回火,发现随回火制度不同,硬度在250℃/4 h回火后下降,但在250℃/4 h+500℃/4 h及500℃/4 h回火后明显升高,文章对不同温度下回火的组织进行了TEM观察,结果显示在500℃回火过程中弥散析出的MX相和M23C6是导致硬度升高的关键原因。 展开更多
关键词 叶片钢 高频淬火 回火硬化
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晶体材料内部残余应力衍射法无损检测的研究进展 被引量:5
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作者 张津 高振桓 +2 位作者 牟建雷 郑林 何长光 《理化检验(物理分册)》 CAS 2010年第11期695-700,共6页
目前能够准确、无损地测试材料内部残余应力的手段主要是中子衍射和同步辐射,但这两种测试手段需要核反应堆或高能同步辐射源,投资巨大,只为少数发达国家的少数实验室所拥有,难以应用到实际生产中。短波长X射线衍射仪通过钨靶-K_α特征... 目前能够准确、无损地测试材料内部残余应力的手段主要是中子衍射和同步辐射,但这两种测试手段需要核反应堆或高能同步辐射源,投资巨大,只为少数发达国家的少数实验室所拥有,难以应用到实际生产中。短波长X射线衍射仪通过钨靶-K_α特征射线(波长约0.02 nm)以及独特的谱接收方式,达到或接近同步辐射及中子衍射对晶体材料内部晶格应变的无损定点测试,为内部残余应力无损检测的广泛应用开辟了一条新的渠道。介绍了中子衍射和同步辐射对残余应力测试的国内外研究现状,重点展示了短波长X射线衍射仪用于内部应力测试的结果,并就三种测试方法特点进行了对比分析。 展开更多
关键词 晶体材料 残余应力 无损检测 中子衍射 同步辐射 短波长X射线衍射
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短波长X射线衍射无损测定铝板内部残余应力 被引量:15
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作者 郑林 张津 +3 位作者 何长光 彭正坤 高振桓 牟建雷 《精密成形工程》 2011年第2期25-30,共6页
利用重金属靶短波长特征X射线WKα1对轻质材料的强穿透性,自主研发了1台用于工件内部晶体物质衍射分析的短波长X射线衍射仪(SWXRD)。介绍了短波长X射线衍射仪无损测定工件内部应力的原理和方法,在国内首次无损地测定了30 mm厚7075铝合... 利用重金属靶短波长特征X射线WKα1对轻质材料的强穿透性,自主研发了1台用于工件内部晶体物质衍射分析的短波长X射线衍射仪(SWXRD)。介绍了短波长X射线衍射仪无损测定工件内部应力的原理和方法,在国内首次无损地测定了30 mm厚7075铝合金淬火板内部残余应力及其分布,并与中子衍射和高能同步辐射的短波长X射线衍射测定内部应力进行了比较分析,表明该新方法具有设备体积小,投资少,使用维护方便等优势。 展开更多
关键词 内部残余应力 铝合金板 短波长特征X射线 衍射
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短波长X射线衍射检测晶体材料内部缺陷的边界阈值法 被引量:1
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作者 牟建雷 张津 +2 位作者 高振桓 郑林 何长光 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1712-1716,共5页
在普通X射线源上进行X射线衍射断层扫描成像检测晶体材料内部缺陷的研究极少,短波长X射线衍射仪(short wavelength X-ray diffractometer,SWXRD)相比同步辐射装置,体积小巧、实用和维护费用低。在SWXRD上进行X射线衍射断层扫描时,缺陷... 在普通X射线源上进行X射线衍射断层扫描成像检测晶体材料内部缺陷的研究极少,短波长X射线衍射仪(short wavelength X-ray diffractometer,SWXRD)相比同步辐射装置,体积小巧、实用和维护费用低。在SWXRD上进行X射线衍射断层扫描时,缺陷边界的确定直接影响成像的质量和缺陷的辨别。采用衍射强度阈值法对测试数据进行处理,使得缺陷边界清晰可辨。运用Gauss函数拟合测试数据探索各种因素对阈值大小的影响,解决阈值设定的难题。通过研究置于铝粉中的不同直径像质计对阈值大小的影响,发现阈值为基体强度的91%较合适。然后测试铝板上的细缝进一步验证了阈值法对缺陷边界的改善和阈值选择的准确性。 展开更多
关键词 短波长X射线 衍射层析成像 阈值法 内部缺陷 晶体材料
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超超临界汽轮机转子FB2材料性能及蠕变组织演化规律研究 被引量:9
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作者 周斌 高振桓 +1 位作者 李清松 范华 《东方汽轮机》 2016年第1期42-49,共8页
随着国内外9-10%Cr铁素体-马氏体钢不断发展,25 MPa/600℃/600℃型超超临界机组已日趋成熟,适用于更高参数机组的材料仍在持续不断地开发。在欧洲COST522研发计划中开发出来的在原9-10%Cr钢的基础上添加Co和B元素,同时去掉W,得到的新铁... 随着国内外9-10%Cr铁素体-马氏体钢不断发展,25 MPa/600℃/600℃型超超临界机组已日趋成熟,适用于更高参数机组的材料仍在持续不断地开发。在欧洲COST522研发计划中开发出来的在原9-10%Cr钢的基础上添加Co和B元素,同时去掉W,得到的新铁素体不锈钢COST FB2在620℃下100 000 h的持久强度≥100 MPa。文章通过对FB2材料的性能及长时蠕变时效后微观组织的研究,确认其适用于公司620℃超超临界火电站高中压转子。 展开更多
关键词 9-10%Cr FB2 COST522 性能 蠕变 转子
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气轮机阀座堆焊司太立开裂原因分析 被引量:4
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作者 聂丽萍 王大勇 +4 位作者 巩秀芳 高振桓 杨明 张邦强 隆彬 《东方汽轮机》 2019年第4期56-59,共4页
Stellite 6因其具有耐磨损、耐腐蚀、耐高温氧化的性能,常堆焊在汽轮机阀座的易磨损部位以提高阀座的耐磨性。但Stellke 6在物理性能、机械性能方面与阀座用材合金结构钢有较大的差异,堆焊过程中不严格控制工艺的话,容易出现裂纹、气孔... Stellite 6因其具有耐磨损、耐腐蚀、耐高温氧化的性能,常堆焊在汽轮机阀座的易磨损部位以提高阀座的耐磨性。但Stellke 6在物理性能、机械性能方面与阀座用材合金结构钢有较大的差异,堆焊过程中不严格控制工艺的话,容易出现裂纹、气孔等缺陷。文章对堆焊Stellite 6的汽轮机阀座开裂原因进行了分析,提出了堆焊Stellite 6工艺的改进措施。 展开更多
关键词 司太立合金 堆焊 阀座 气孔 未熔合 残余应力
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ZG12Cr9Mo1Co1NiVNbNB耐热钢材料开发应用研究 被引量:6
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作者 张波 范华 +3 位作者 龙老虎 高振桓 张邦强 聂丽萍 《东方汽轮机》 2016年第1期55-62,共8页
随着火电超超临界机组蒸汽参数提高到28 MPa^30 MPa/600℃/620℃,对耐热钢的性能要求进一步提高,在目前耐热钢铸件材料无法满足该参数长期运行的条件下,开发了一种含Co和B的新型耐热钢材料。利用先进的JMat Pro计算软件对ZG12Cr9Mo1Co1N... 随着火电超超临界机组蒸汽参数提高到28 MPa^30 MPa/600℃/620℃,对耐热钢的性能要求进一步提高,在目前耐热钢铸件材料无法满足该参数长期运行的条件下,开发了一种含Co和B的新型耐热钢材料。利用先进的JMat Pro计算软件对ZG12Cr9Mo1Co1Ni VNb NB进行成分配比和组织及相的模拟,并按计算确定的成分进行试制,通过对进口试块的常规力学性能、高温瞬时拉伸、断裂力学、高温持久-蠕变性能、组织稳定性及相分析和多回火试验后常规力学等使用性能和工艺性能进行了测试、分析,研究表明ZG12Cr9Mo1Co1Ni VNb NB材料可适用于620℃等级超超临界机组阀门、汽缸等高温高压部件。 展开更多
关键词 超超临界机组 ZG12Cr9Mo1Co1NiVNbNB 耐热钢
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锻造对汽轮机叶片钢力学性能的影响 被引量:3
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作者 徐永锋 高振桓 +3 位作者 杨明 刘禹炯 范华 杨功显 《东方汽轮机》 2017年第3期42-46,57,共6页
通过对汽轮机叶片钢1Cr12Ni3Mo2VNbN的原钢锭及其经锻造后的叶片进行性能热处理,以制取两种状态的试样,系统研究了锻造历史对示波冲击、低周疲劳、疲劳裂纹扩展速率、断裂韧性的影响。结果表明,材料经锻造后,总的冲击功不变,但裂纹形成... 通过对汽轮机叶片钢1Cr12Ni3Mo2VNbN的原钢锭及其经锻造后的叶片进行性能热处理,以制取两种状态的试样,系统研究了锻造历史对示波冲击、低周疲劳、疲劳裂纹扩展速率、断裂韧性的影响。结果表明,材料经锻造后,总的冲击功不变,但裂纹形成功随之增大,构件的安全性增加,疲劳性能得到改善,ΔK_(IC)值降低0.8%,疲劳裂纹扩展速率明显缓慢,J积分值大幅度增大,J积分较K_(IC)有更好的适用性。 展开更多
关键词 叶片 锻造 示波冲击 疲劳 断裂韧性 J积分
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620℃超超临界机组用9% Cr-Mo-Co-B钢(CB2)焊接接头性能退化机制研究 被引量:2
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作者 张邦强 高振桓 +1 位作者 聂丽萍 巩秀芳 《东方汽轮机》 2014年第2期59-64,共6页
文章研究了620℃超超临界机组9%Cr-Mo-Co-B钢(CB2)焊接接头的持久性能,焊接接头采用SMAW方法进行焊接,焊材分别选用MTS 5Co1和MTS-616。持久性能实验表明焊接接头的持久强度低于母材,断裂位置发生在焊接接头的热影响区临界区(ICHAZ),为... 文章研究了620℃超超临界机组9%Cr-Mo-Co-B钢(CB2)焊接接头的持久性能,焊接接头采用SMAW方法进行焊接,焊材分别选用MTS 5Co1和MTS-616。持久性能实验表明焊接接头的持久强度低于母材,断裂位置发生在焊接接头的热影响区临界区(ICHAZ),为典型的IV型裂纹。文章采用光学显微镜OM及扫描电镜SEM观察焊接接头的微观组织及析出相,通过对析出相的分析研究了9%Cr-Mo-Co-B钢焊接接头的性能退化机制的成因。 展开更多
关键词 IV型裂纹 焊接接头 临界区 铁素体耐热钢
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12Cr10Co3W2MoNiVNbNB合金中碳化铌的形成及控制机理研究
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作者 高振桓 聂丽萍 +3 位作者 巩秀芳 郭维华 李金祺 王天剑 《大型铸锻件》 2022年第1期12-15,51,共5页
通过检测12Cr10Co3W2MoNiVNbNB合金在不同淬火回火制度下的显微结构、冲击吸收能量、NbC析出相,研究了淬火温度、C、Nb含量以及Ti、Al含量对NbC析出相的影响规律。
关键词 耐热钢 碳化铌 淬火温度 板条宽度
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某热电联产机组波纹膨胀节裂纹分析
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作者 杨明 范华 +2 位作者 翟栋 徐永锋 高振桓 《东方汽轮机》 2016年第3期42-45,74,共5页
某电厂600 MW抽气型热电联产机组波纹膨胀节在运行约10 000 h后,低压导气管波纹膨胀节第一节工作波发生波纹管破裂。文章通过对波纹管的奥氏体不锈钢材料性能、组织结构、断口形貌以及机组振动等方面予以分析,发现波纹管为疲劳裂纹扩展... 某电厂600 MW抽气型热电联产机组波纹膨胀节在运行约10 000 h后,低压导气管波纹膨胀节第一节工作波发生波纹管破裂。文章通过对波纹管的奥氏体不锈钢材料性能、组织结构、断口形貌以及机组振动等方面予以分析,发现波纹管为疲劳裂纹扩展破裂失效。导气管振动是引起波纹管发生失效破裂的主要原因,其次波纹管的材料冷作硬化是波纹管局部破口的直接原因。通过对波纹管破裂的机制和原因分析,从而为该型机组波纹管的寿命延长提了出有益的改进措施。 展开更多
关键词 热电联产 不锈钢 波纹管 疲劳断口 振动
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真空熔炼炉内真空碳还原氧化铝陶瓷管分析
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作者 徐永锋 高振桓 +1 位作者 杨明 李林蓄 《东方汽轮机》 2014年第4期58-61,共4页
文章通过扫描电子显微镜及其能谱仪,分析了真空熔炼炉内碳还原氧化铝陶瓷管表面的形貌及成分,确定了生成的产物,讨论了在真空高温下氧化铝与石墨碳发生的反应机制,为解决陶瓷管失效指明方向。
关键词 氧化铝陶瓷管 形貌 石墨 失效
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基于神经网络MM247合金冷却速率与力学性能的研究
17
作者 郭雄 高振桓 +2 位作者 史卫杰 陶飞 杨照宏 《大型铸锻件》 2020年第5期16-19,共4页
采用ProCAST数值计算、凝固组织观测及人工神经网络相结合的方式,研究了凝固组织与冷却速率的关系、凝固组织与力学性能的关系,从而建立了冷却速率与力学性能的关系。研究结果表明,人工神经网络在建立复杂的凝固组织与冷却速率关系方面... 采用ProCAST数值计算、凝固组织观测及人工神经网络相结合的方式,研究了凝固组织与冷却速率的关系、凝固组织与力学性能的关系,从而建立了冷却速率与力学性能的关系。研究结果表明,人工神经网络在建立复杂的凝固组织与冷却速率关系方面具有明显的优势。通过建立冷却速率与力学性能的关系,可以在工艺设计端准确预测不同位置的力学性能。 展开更多
关键词 神经网络 冷却速率 力学性能 MM247合金
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某重型燃机透平叶片异常组织形成机理研究
18
作者 李海松 杨啊涛 +2 位作者 张琼元 高振桓 杨照宏 《东方汽轮机》 2022年第1期44-48,共5页
采用数值模拟计算方法并结合实验研究了MAR-M247镍基高温合金高温透平叶片异常组织形成机理。结果表明:异常组织是由宏观偏析导致;形成封闭孤岛,无液体对流交换,冷却速率慢是形成宏观偏析的充分条件;形成封闭式温度梯度,且温度梯度变化... 采用数值模拟计算方法并结合实验研究了MAR-M247镍基高温合金高温透平叶片异常组织形成机理。结果表明:异常组织是由宏观偏析导致;形成封闭孤岛,无液体对流交换,冷却速率慢是形成宏观偏析的充分条件;形成封闭式温度梯度,且温度梯度变化大,凝固方式发生改变是形成宏观偏析的必要条件。通过优化浇注系统消除了宏观偏析。 展开更多
关键词 Mar-M247 透平叶片 宏观偏析 数值模拟
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镍基铸造高温合金Mar-M247的高温氧化行为 被引量:5
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作者 潘苗苗 高振桓 +3 位作者 巩秀芳 隆彬 杨功显 宋小龙 《铸造》 CAS 北大核心 2020年第8期797-802,共6页
研究了某工业重型燃气轮机叶片材料Mar-M247合金在800℃和900℃的恒温氧化行为。结果表明,Mar-M247合金在两个试验温度下的氧化动力学符合抛物线规律,并且均为完全抗氧化级,Mar-M247合金的氧化激活能约为268.4 kJ·mol^-1,氧化过程... 研究了某工业重型燃气轮机叶片材料Mar-M247合金在800℃和900℃的恒温氧化行为。结果表明,Mar-M247合金在两个试验温度下的氧化动力学符合抛物线规律,并且均为完全抗氧化级,Mar-M247合金的氧化激活能约为268.4 kJ·mol^-1,氧化过程主要是由Cr2O3的形成来控制。借助场发射扫描电镜和能谱对氧化层组成进行分析,结果表明,合金在800℃下氧化100 h后,氧化膜最外层为Cr2O3,中间层为TiO2以及少量Ta2O5与HfO2,内层为钉楔状的氧化物Al2O3;而900℃下氧化100 h后,氧化膜最外层是NiO和CoO,中间层为相对致密的Cr2O3和少量小块状不连续的TiO2、Ta2O5与HfO2,内层为尺寸较大的钉楔状氧化物Al2O3。内氧化区和贫化层区域随着氧化温度的升高而扩大。 展开更多
关键词 Mar-M247合金 氧化动力学 氧化层 内氧化 贫化层
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热等静压对Mar M247合金组织及力学性能的影响 被引量:3
20
作者 贺群功 李林蓄 +3 位作者 高振桓 杨功显 曾洪 杨照宏 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第10期860-864,共5页
研究了热等静压处理对Mar M247合金精密铸件微观组织和力学性能的影响。结果表明:热等静压处理可以消除铸件显微疏松,提高致密度,改善显微组织,降低合金偏析,大幅度提高了铸件的冲击性能、拉伸性能和持久性能;热等静压处理减小了致密度... 研究了热等静压处理对Mar M247合金精密铸件微观组织和力学性能的影响。结果表明:热等静压处理可以消除铸件显微疏松,提高致密度,改善显微组织,降低合金偏析,大幅度提高了铸件的冲击性能、拉伸性能和持久性能;热等静压处理减小了致密度和力学性能等数据的离散度。 展开更多
关键词 MAR M247 热等静压 显微疏松 致密度 力学性能
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