IC10高温合金大间隙钎焊接头组织与力学性能研究

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作者 邱嘉玉 丁宁 +2 位作者 张元伟 毛唯 任新宇 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第12期58-62,共5页

针对航空发动机涡轮热端部件的焊接制造需求,开展了定向凝固高温合金IC10的大间隙钎焊工艺研究。结果表明,采用Ni-Nb-W-Co-Cr-Al合金钎料在不同间隙内预填高温合金粉末,在1225℃/30 min钎焊条件下可获得冶金质量良好的IC10合金大间隙钎... 针对航空发动机涡轮热端部件的焊接制造需求,开展了定向凝固高温合金IC10的大间隙钎焊工艺研究。结果表明,采用Ni-Nb-W-Co-Cr-Al合金钎料在不同间隙内预填高温合金粉末,在1225℃/30 min钎焊条件下可获得冶金质量良好的IC10合金大间隙钎焊接头。当钎焊间隙为0.2 mm时,接头在980℃/75 MPa下的平均持久寿命为44.56 h,随钎焊间隙增大,接头高温持久寿命逐渐下降。从接头断口分析来看,接头中的脆性化合物相为薄弱相,易萌生裂纹,从而诱发断裂。 展开更多

关键词 ic10高温合金 钎焊 接头 显微组织 力学性能

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热处理对80μm间隙下IC10高温合金TLP扩散焊组织及高温性能的影响 被引量：6

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作者 李琪 刘凤美 +3 位作者 乐雄 熊敏 易耀勇 高海涛 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期36-44,I0004,共10页

采用瞬间液相扩散焊技术焊接了80μm间隙下的IC10高温合金,利用扫描电镜(SEM/EDS)、纳米压痕仪及高温拉伸试验机对热处理前后IC10接头焊缝组织形貌、弹性模量、显微硬度、高温拉伸、高温持久性能及接头断口形貌进行了测试.结果表明,当采... 采用瞬间液相扩散焊技术焊接了80μm间隙下的IC10高温合金,利用扫描电镜(SEM/EDS)、纳米压痕仪及高温拉伸试验机对热处理前后IC10接头焊缝组织形貌、弹性模量、显微硬度、高温拉伸、高温持久性能及接头断口形貌进行了测试.结果表明,当采用SBM-3作为中间焊料,焊缝间隙尺寸为80μm时,在1250℃,5 MPa,6 h的焊接工艺条件下,焊缝组织与母材组织形貌成分相近.经过热处理后,测得其在1100℃的温度下,抗拉强度可达268 MPa,高于母材(275 MPa)的97.5%;对焊缝的高温持久性能进行了检测,测得其在温度1100℃,应力为36 MPa的条件下,焊缝持久寿命大于117 h,高于母材的90%.在接头结构中,较大体积浓度的γ+γ′相存在于焊缝中,接头结构由母材平稳过渡到焊接接头.高温拉伸及高温持久试验中裂纹从硼化物和碳化物的边缘以及γ+γ′共晶边缘处的微孔扩展.热处理提高了母材弹性模量的同时降低了焊缝的弹性模量,接头弹性模量的降低提高了TLP扩散焊接头的高温力学强度. 展开更多

关键词 ic10高温合金 TLP扩散焊 显微组织 高温拉伸 高温持久

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各向异性对IC10高温合金磨削表面完整性的影响 被引量：4

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作者 朱志成 杨昭 +5 位作者 潘博 张帅奇 杨忠学 王赛 张长春 郭江 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期222-231,共10页

目的探究IC10单晶高温合金缓进磨削表面完整性的影响因素,提高关键零件的使用性能。方法通过制备不同晶面、同一晶面不同晶向试块,采用刚玉砂轮在同一工艺参数下开展缓进磨削实验,研究各向异性对工件表面粗糙度、表面形貌、显微硬度和... 目的探究IC10单晶高温合金缓进磨削表面完整性的影响因素,提高关键零件的使用性能。方法通过制备不同晶面、同一晶面不同晶向试块,采用刚玉砂轮在同一工艺参数下开展缓进磨削实验,研究各向异性对工件表面粗糙度、表面形貌、显微硬度和塑性变形层的影响。结果在vs=20 m/s,vw=150 mm/min,ap=0.2 mm条件下,不同晶面磨削后的平均表面粗糙度Ra为0.3~0.4μm,其中(001)晶面加工后的平均表面粗糙度Ra为0.32μm,加工纹理均匀且轮廓起伏变化程度最小,(011)晶面的平均表面粗糙度Ra为0.35μm,(111)晶面的平均表面粗糙度Ra为0.39μm,其表面出现了深的犁沟及凹坑等现象;不同晶面加工后工件表面均发生了硬化,硬化程度由强到弱依次为(001)、(011)、(111)晶面;不同晶面磨削后表面存在微米级厚度的塑性变形层,其中(111)晶面塑性变形层最厚,厚度为3.6μm,(011)和(001)晶面的厚度分别为2.8、2μm。(001)晶面在不同晶向磨削后工件的表面粗糙度、表面形貌、显微硬度和塑性变形层则无明显的规律性变化。结论IC10单晶高温合金各向异性对磨削后工件表面完整性具有一定影响,不同晶面由于塑性变形难度存在差异,导致磨削后其表面完整性存在规律性变化,其中(001)晶面加工后的表面粗糙度最低,加工纹理最平整,显微硬度最大,塑性变形层厚度最小。由于显微组织呈现随机分布的圆形、方形、三角形等形态,且不规则,导致同一晶面不同晶向对磨削后工件表面完整性的影响无明显规律。 展开更多

关键词 ic10单晶高温合金 缓进磨削 各向异性 表面粗糙度 表面形貌 显微硬度 塑性变形层

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新型高温合金IC10的焊接研究进展 被引量：7

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作者 罗晓娜 刘金合 +1 位作者 康文军 马铁军 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2008年第3期101-103,共3页

IC10合金是一种在航空领域很有应用前景的新型铸造高温合金。本文介绍了该合金的真空钎焊、TLP扩散焊的研究进展情况,重点分析了我国目前在研的IC10合金导向叶片产生明显电子束焊接裂纹敏感性的原因,并指出了改善电子束焊接工艺参数、... IC10合金是一种在航空领域很有应用前景的新型铸造高温合金。本文介绍了该合金的真空钎焊、TLP扩散焊的研究进展情况,重点分析了我国目前在研的IC10合金导向叶片产生明显电子束焊接裂纹敏感性的原因,并指出了改善电子束焊接工艺参数、填丝合金化和焊后热处理等解决方案。 展开更多

关键词 ic10高温合金 真空钎焊 TLP扩散焊 电子束焊接 裂纹敏感性

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双向应力状态下IC10高温合金的屈服行为研究 被引量：6

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作者 陈雷 温卫东 崔海涛 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期77-84,共8页

为了研究Ni3Al基金属间化合物IC10高温合金的屈服行为,对其进行了不同加载路径下的双向拉伸试验。试验采用十字形双向拉伸试验件在Zwick/Roell Z010双向拉伸试验机上进行,得到的最大等效应变为0.02。试验加载方向与材料塑性各向异性主... 为了研究Ni3Al基金属间化合物IC10高温合金的屈服行为,对其进行了不同加载路径下的双向拉伸试验。试验采用十字形双向拉伸试验件在Zwick/Roell Z010双向拉伸试验机上进行,得到的最大等效应变为0.02。试验加载方向与材料塑性各向异性主轴重合,采用位移控制方法让两个夹头的加载速率比保持不变,得到不同线性加载路径下的应力-应变曲线。根据单位体积塑性功相等原理获得了IC10合金在双向拉伸应力状态下的屈服轨迹,并与目前常用的几种正交各向异性屈服准则及von Mises屈服准则预测结果进行了对比。结果表明,IC10合金的试验屈服轨迹呈外凸性,以双向等拉线为界的上下部分屈服轨迹不对称,显示出明显的塑性各向异性。各向同性von Mises屈服准则只包含一个材料常数,无法描述IC10合金的塑性各向异性行为;Hill二次式屈服准则在双向等拉应力状态附近低估了材料的屈服强度;Logan&Hosford屈服准则在从双向等拉到横向单拉的应力状态下都低估了材料的屈服强度,与试验结果相差较大。Banabic-Balan屈服准则和Barlat(1989)屈服准则的预测值与试验结果吻合很好,能很好地描述IC10合金在双向应力状态下的屈服行为。 展开更多

关键词 ic10高温合金 双向拉伸试验 十字形试件 塑性各向异性 屈服准则

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IC10定向凝固高温合金缓进磨削工艺参数优化研究

6

作者 杨忠学 张帅奇 +5 位作者 王赛 王帅 张长春 熊一峰 蒋睿嵩 张强 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2022年第8期98-106,共9页

通过设计正交试验,研究了IC10高温合金在缓进磨削过程中磨削工艺参数及表面粗糙度对疲劳寿命的影响规律,建立了工艺参数对磨削表面粗糙度及疲劳寿命影响的映射关系模型,并以表面粗糙度、疲劳寿命、材料去除率为优化目标进行了IC10高温... 通过设计正交试验,研究了IC10高温合金在缓进磨削过程中磨削工艺参数及表面粗糙度对疲劳寿命的影响规律,建立了工艺参数对磨削表面粗糙度及疲劳寿命影响的映射关系模型,并以表面粗糙度、疲劳寿命、材料去除率为优化目标进行了IC10高温合金缓进磨削工艺参数多目标优化。研究表明,IC10高温合金磨削工件疲劳寿命随砂轮线速度的增加而增加,随工件进给速度和磨削深度的增加而减小,且疲劳寿命随砂轮线速度的变化最为敏感,工件进给速度次之,对磨削深度的变化敏感度最低。当表面粗糙度R_(a)由0.44μm增大到0.94μm时,磨削工件疲劳寿命由9.69×10^(6)降低到1.25×10^(6),减小了约87.1%,这表明磨削表面粗糙度对磨削疲劳寿命的影响非常显著。在综合考虑磨削表面粗糙度、疲劳寿命、材料去除率的情况下,通过多目标优化得到IC10高温合金缓进磨削工艺参数为:砂轮线速度v_(w)=20m/s,工件进给速度v_(w)=117mm/min,磨削深度a_(p)=0.48mm。 展开更多

关键词 ic10高温合金 磨削工艺参数 多目标优化 疲劳寿命 缓进磨削

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镍基高温合金IC10的本构模型研究

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作者 畅一鹏 张宏建 +2 位作者 卢孔汉 温卫东 崔海涛 《机械制造与自动化》 2020年第4期105-108,共4页

基于晶体塑性滑移理论建立了IC10的本构模型,通过在ABAQUS软件平台上编写用户子程序(UMAT),模拟了IC10合金在600℃下的拉伸应力-应变曲线和不同载荷条件下的拉-压疲劳迟滞回线。通过对比发现模拟所获得的计算曲线与试验曲线具有良好的... 基于晶体塑性滑移理论建立了IC10的本构模型,通过在ABAQUS软件平台上编写用户子程序(UMAT),模拟了IC10合金在600℃下的拉伸应力-应变曲线和不同载荷条件下的拉-压疲劳迟滞回线。通过对比发现模拟所获得的计算曲线与试验曲线具有良好的一致性,表明所建立的模型可以有效预测IC10合金在不同载荷下的高温力学行为。 展开更多

关键词 ic10合金(镍基高温合金) 本构模型 晶体塑性滑移理论 循环应力-应变曲线

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B含量对IC10合金TLP焊接用中间层材料及接头组织的影响 被引量：2

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作者 万娣 房卫萍 +1 位作者 陈和兴 刘凤美 《焊接》 北大核心 2016年第6期35-39,70,共5页

以母材成分为基、以硼为降熔元素配制了3种中间层材料,并对中间层和焊缝的组织进行了研究。结果表明,在B含量为1.6%-3.2%范围内,随着B含量的增加,中间层材料中硼化物数量增多,组织细化,均匀性提高。1 270℃保温1 h的对接接头组织观察表... 以母材成分为基、以硼为降熔元素配制了3种中间层材料,并对中间层和焊缝的组织进行了研究。结果表明,在B含量为1.6%-3.2%范围内,随着B含量的增加,中间层材料中硼化物数量增多,组织细化,均匀性提高。1 270℃保温1 h的对接接头组织观察表明,中间层材料的B含量越高,焊缝中心共晶区宽度越小,共晶区硼化物断续分布,数量减少,焊缝中γ＇相的数量增多,尺寸增大。 展开更多

关键词 TLP焊接 中间层材料 显微组织 ic10高温合金

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IC10单晶高温合金激光焊裂纹及显微组织的研究 被引量：4

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作者 信纪军 方超 +5 位作者 杨武雄 王善林 戴文华 卫靖 吴杰峰 宋云涛 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期66-72,共7页

利用激光焊工艺焊接了IC10单晶高温合金,分析了焊接速度对接头焊缝成形、横截面形貌以及显微组织的影响。结果表明,随着焊接速度的减小,焊缝的表面和背面宽度增大。不同焊接速度下焊缝的横截面均呈典型的"酒杯"状。焊缝主要... 利用激光焊工艺焊接了IC10单晶高温合金,分析了焊接速度对接头焊缝成形、横截面形貌以及显微组织的影响。结果表明,随着焊接速度的减小,焊缝的表面和背面宽度增大。不同焊接速度下焊缝的横截面均呈典型的"酒杯"状。焊缝主要由细晶区和胞状晶以及柱状晶组成。不同焊接速度下的焊缝中均存在沿晶界扩展的焊接裂纹。接头中晶粒的生长方向趋于一致,从而增大了接头裂纹的敏感性。 展开更多

关键词 激光技术 激光焊 ic10单晶高温合金 显微组织 裂纹

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B含量对TLP扩散焊用中间层材料组织及性能的影响

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作者 刘凤美 万娣 +3 位作者 易江龙 李琪 侯斌 乐雄 《焊接技术》 2017年第8期83-87,共5页

以定向凝固Ni_3Al基高温合金IC10成分为基础,添加B作为降熔元素制备5种中间层材料,并对中间层的组织和性能进行研究。结果表明,在w(B)为1.6%~3.2%范围内,随着B含量的增加,中间层材料中硼化物数量增多,组织明显细化,均匀性提高;中间层熔... 以定向凝固Ni_3Al基高温合金IC10成分为基础,添加B作为降熔元素制备5种中间层材料,并对中间层的组织和性能进行研究。结果表明,在w(B)为1.6%~3.2%范围内,随着B含量的增加,中间层材料中硼化物数量增多,组织明显细化,均匀性提高;中间层熔点随之大幅度降低,硬度显著提高。1 270℃保温1 h的铺展试验发现,中间层材料的B含量越高,润湿性越好。 展开更多

关键词 中间层材料 显微组织 TLP焊接 ic10高温合金

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束流偏移量对IC10/GH3039电子束焊接头成型及性能的影响 被引量：5

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作者 张子阳 王善林 柯黎明 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期826-831,共6页

对航空发动机整体叶盘所采用的GH3039高温合金和IC10镍基单晶高温合金进行了电子束对接实验，IC10单晶高温合金与GH3039高温合金母材成分上的差异以及两侧熔化量不同，导致焊缝中各元素比例变化，使得接头力学性能出现差异。因此，通过... 对航空发动机整体叶盘所采用的GH3039高温合金和IC10镍基单晶高温合金进行了电子束对接实验，IC10单晶高温合金与GH3039高温合金母材成分上的差异以及两侧熔化量不同，导致焊缝中各元素比例变化，使得接头力学性能出现差异。因此，通过电子束偏束流焊接来控制焊缝区各母材熔化量，来改善接头的力学性能。分析了光束偏移对接头力学性能的影响及典型接头横截面的组织特征，综合分析了光束偏移对焊缝微观硬度影响。结果表明，焊缝横截面未见裂纹、气孔等缺陷，焊缝上下宽度相当，最宽处达到1．8mm左右，中心熔宽在0．8mm左右，呈典型的“I”形，并以电子束作用中心为基准对称分布，焊缝组织主要由两侧的枝状晶及中心的等轴晶组成；接头的显微硬度从GH3039侧经焊缝到IC10侧呈逐渐递增趋势，W和Co元素的固溶强化、γ’强化相的含量的增加、晶粒粗化是显微硬度七升的原因，其中最高硬度可以达到HV450。 展开更多

关键词 ic10镍基单晶高温合金 GH3039高温合金 电子束焊接 束流偏移

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