检索结果-内蒙古大学图书馆

材料工程 2025年第1期53卷 55-64页

作者：杨万鹏李嘉荣刘世忠赵金乾王效光杨亮王锐陈巧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

采用光学显微镜、场发射扫描电子显微镜、电子探针仪研究第三代单晶高温合金DD9不同试样(双层壁超冷涡轮叶片、复合气冷涡轮叶片、精铸薄壁试样以及圆柱试棒)的显微组织及其薄壁效应。结果表明:四种试样的显微组织均存在差异。截面尺寸... 详细信息

采用光学显微镜、场发射扫描电子显微镜、电子探针仪研究第三代单晶高温合金DD9不同试样(双层壁超冷涡轮叶片、复合气冷涡轮叶片、精铸薄壁试样以及圆柱试棒)的显微组织及其薄壁效应。结果表明:四种试样的显微组织均存在差异。截面尺寸相同时,DD9单晶涡轮叶片的铸态一次枝晶间距、γ′相尺寸及铸态与热处理态试样枝晶偏析均大于精铸薄壁试样;完全热处理后,截面尺寸相同的单晶涡轮叶片与精铸薄壁试样的γ′相尺寸相近。随截面尺寸减小,DD9合金薄壁试样铸态一次枝晶间距、铸态与热处理态γ′相尺寸及枝晶偏析均呈减小趋势。

关键词：第三代单晶高温合金 DD9 涡轮叶片截面尺寸薄壁效应

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冷却速率导致的薄壁效应对K465合金显微组织和持久性能的影响

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金属学报 2020年第12期56卷 1654-1666页

作者：郭小童郑为为李龙飞冯强北京科技大学新金属材料国家重点实验室北京100083 中国电子产品可靠性与环境试验研究所广州510610

航空发动机涡轮叶片内部的复杂气膜冷却系统使得叶片叶身部位壁厚越来越薄,导致其显微组织和力学性能与传统模拟材料(如实心标准试棒)存在明显差异。本工作利用铸造成型的K465合金空心管材模拟空心叶片叶身的显微组织,对其进行900~1050... 详细信息

航空发动机涡轮叶片内部的复杂气膜冷却系统使得叶片叶身部位壁厚越来越薄,导致其显微组织和力学性能与传统模拟材料(如实心标准试棒)存在明显差异。本工作利用铸造成型的K465合金空心管材模拟空心叶片叶身的显微组织,对其进行900~1050℃、300~1000 h热暴露处理,并测试热暴露前后在975℃、225 MPa条件下的持久性能。利用OM、SEM、TEM和XRD观察和表征热暴露前后的显微组织,利用物理化学相分析的方法测量析出相的化学成分,研究热暴露过程中显微组织的演变规律及其对持久性能的影响。结果表明:在900~1050℃热暴露过程中,K465合金管材中主要发生γ’相的溶解和粗化连接、MC型碳化物的分解以及晶界γ’膜的宽化;随着热暴露温度的升高和时间的延长,γ’相、碳化物和晶界的退化程度逐渐加剧,导致合金的持久寿命逐步降低。与已有文献报道的900℃热暴露时标准试棒中μ相大量析出的现象不同,管材中并未析出μ相;1000和1050℃热暴露后,管材和棒材组织退化程度接近。900℃热暴露时,冷却速率导致的薄壁效应对K465合金的显微组织和持久性能影响显著;而1000和1050℃热暴露时,薄壁效应不明显。本工作的研究成果为等轴晶铸造高温合金涡轮叶片的生产和服役损伤评价提供了参考依据。

关键词： K465合金涡轮叶片薄壁效应显微组织持久性能

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一种定向凝固高温合金的薄壁效应研究

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特种铸造及有色合金 2005年第5期25卷 260-261页

作者：张强黄朝晖仝建民北京航空材料研究院清华大学

采用定向凝固无余量精铸工艺,制造接近于空心涡轮叶片壁厚的管状薄壁试样(δ=1 .0～1 .4mm) ,研究了一种新型定向凝固高温合金的薄壁性能。结果表明,薄壁试样的持久性能与标准试样(直径5mm)相比无明显下降,说明在本试验条件下,该合金的... 详细信息

采用定向凝固无余量精铸工艺,制造接近于空心涡轮叶片壁厚的管状薄壁试样(δ=1 .0～1 .4mm) ,研究了一种新型定向凝固高温合金的薄壁性能。结果表明,薄壁试样的持久性能与标准试样(直径5mm)相比无明显下降,说明在本试验条件下,该合金的薄壁效应不明显,从工艺因素和显微组织方面讨论了试验结果。

关键词：高温合金涡轮叶片薄壁效应

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镍基单晶高温合金涡轮叶片薄壁效应研究进展

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稀有金属材料与工程 2024年第5期53卷 1486-1492页

作者：许瀚元黄太文艾诚苗琳琨张军刘林西北工业大学凝固技术国家重点实验室陕西西安710072 长安大学材料科学与工程学院陕西西安710064

镍基单晶高温合金具有优异的高温综合性能,是航空发动机涡轮叶片和导向叶片等部件的首选材料,承受高温度和高应力的严苛服役环境。目前,高冷效叶片的结构设计中采用多种复杂冷却结构以提高其承温能力,其中以层板冷却和双层壁冷却为代表... 详细信息

镍基单晶高温合金具有优异的高温综合性能,是航空发动机涡轮叶片和导向叶片等部件的首选材料,承受高温度和高应力的严苛服役环境。目前,高冷效叶片的结构设计中采用多种复杂冷却结构以提高其承温能力,其中以层板冷却和双层壁冷却为代表的微型冷却结构是其主流发展方向。但由于这类复杂涡轮叶片中存在超薄壁结构,已成为叶片制造的关键点和难点。本文综述了镍基单晶高温合金薄壁结构的发展趋势,分析了薄壁受限空间的缺陷产生及枝晶生长规律,阐述了薄壁结构对力学性能的影响,展望了先进涡轮叶片的制备及其组织控制的发展趋势。

关键词：镍基单晶高温合金涡轮叶片薄壁效应力学性能枝晶生长

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单晶高温合金的蠕变性能薄壁效应

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航空材料学报 2024年第5期44卷 105-116页

作者：张曾凯尚勇常可可茹毅赵海根赵文月李树索宫声凯裴延玲北京航空航天大学材料科学与工程学院北京100191 天目山实验室杭州311115 中国科学院宁波材料技术与工程研究所海洋关键材料重点实验室浙江宁波315201 北京航空航天大学航空发动机研究院北京100191

单晶高温合金的薄壁效应是指当试样、零件厚度小于1 mm时,其持久寿命减少、蠕变速率增加以及其他力学性能发生显著衰减的现象。随着先进航空发动机单晶叶片零件内部冷却结构的发展,其部分区域结构厚度的减小使其属于典型的薄壁结构,因... 详细信息

单晶高温合金的薄壁效应是指当试样、零件厚度小于1 mm时,其持久寿命减少、蠕变速率增加以及其他力学性能发生显著衰减的现象。随着先进航空发动机单晶叶片零件内部冷却结构的发展,其部分区域结构厚度的减小使其属于典型的薄壁结构,因此在设计与制造叶片的过程中将薄壁区域的薄壁效应纳入考量具有重要工程意义。蠕变性能是航发叶片单晶高温合金材料最重要的性能之一,本文总结了单晶高温合金蠕变性能薄壁效应方面的研究以及薄壁效应研究中发展的先进实验设备。引起蠕变性能薄壁效应的机制包括氧化作用相对增强、各向异性效应更加显著、微观组织的变化、缺陷的萌生与运动方式变化,对蠕变薄壁效应产生影响的因素则有实验条件(温度、应力等),加工方式(直接铸造,机械加工),几何外形(矩形截面、环形截面、打气膜孔)。对单晶高温合金薄壁效应的研究属于工程应用范畴,薄壁件作为“积木式”验证评价技术中“元件级/模拟件级”的一环,在服役环境或近服役环境条件下研究薄壁效应就使得研究结果更具有应用价值,为此,国内外发展了各式各样的实验设备平台用于模拟叶片在发动机内的某一个或几种耦合服役条件(高温、高压、腐蚀/冲蚀、离心加载)。未来薄壁效应的研究应当在更接近实际服役条件下进行,即按实际叶片制造工艺制备实验试样,并在模拟服役环境设备上进行实验。

关键词：单晶高温合金薄壁效应薄截面效应蠕变近工况

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DD499单晶合金持久性能薄壁效应

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铸造 2014年第5期63卷 479-483页

作者：余昌奎于金江仉凤江石峰孙晓峰中国科学院金属研究所辽宁沈阳110016 贵州黎阳航空动力有限公司贵州平坝561114

研究了试样壁厚对DD499单晶高温合金持久性能及其断裂特性的影响。在760℃/790MPa和1040℃/165MPa条件下,壁厚为0.8 mm和1.2 mm试样的持久寿命明显低于标准试样,表现出显著的薄壁效应,壁厚和持久塑性间没有明显的函数关系。在760℃/790 ... 详细信息

研究了试样壁厚对DD499单晶高温合金持久性能及其断裂特性的影响。在760℃/790MPa和1040℃/165MPa条件下,壁厚为0.8 mm和1.2 mm试样的持久寿命明显低于标准试样,表现出显著的薄壁效应,壁厚和持久塑性间没有明显的函数关系。在760℃/790 MPa条件下,0.8 mm厚度的试样主要以滑移开裂为主,随着壁厚的增加,解理断裂转向混合断裂,延性断裂因素增加。1 040℃/165 MPa条件,断裂特性相似,但壁厚为0.8 mm和1.2 mm试样断口表面存在着较厚的氧化层,其有效截面显著减少。

关键词：单晶合金持久性能薄壁效应

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DD499单晶合金拉伸性能薄壁效应

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铸造 2014年第8期63卷 781-787页

作者：张泽海于金江石峰仉凤江孙晓峰中国科学院金属研究所辽宁沈阳110016 中航工业沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司辽宁沈阳110043

本文系统研究了壁厚对拉伸曲线形态、拉伸强度以及断裂特性的影响。在所测试温度范围内,壁厚对拉伸曲线形态、拉伸强度和断裂特性都有明显的影响;相对而言,760℃拉伸性能薄壁效应更加明显,但壁厚和拉伸塑性间没有明显的函数关系。在760... 详细信息

本文系统研究了壁厚对拉伸曲线形态、拉伸强度以及断裂特性的影响。在所测试温度范围内,壁厚对拉伸曲线形态、拉伸强度和断裂特性都有明显的影响;相对而言,760℃拉伸性能薄壁效应更加明显,但壁厚和拉伸塑性间没有明显的函数关系。在760℃标准试样断口表面存在多个滑移系同时启动产生的波纹状滑移特征;而不同壁厚试样尽管也表现出滑移开裂特征,但滑移系单一。在900℃标准试样断口表面存在大量等轴韧窝,表现出延性断裂的特征;而不同壁厚试样的断口表现出混合断裂特征。

关键词：单晶合金拉伸性能薄壁效应

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一种定向凝固高温合金的薄壁效应研究

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金属学报 1997年第4期33卷 370-374页

作者：张宏炜陈荣章北京航空材料研究院北东100095

采用定向凝固无余量精铸工艺，制造了接近于空心涡轮叶片的形状和壁厚的管状薄壁（l＝0.8－1.6mm）试样，研究了一种定向凝固高温合金的薄壁性能。结果表明，薄壁试样的持久性能与标准试样（直径5mm）相比没有明显的下降，说明在本试验... 详细信息

采用定向凝固无余量精铸工艺，制造了接近于空心涡轮叶片的形状和壁厚的管状薄壁（l＝0.8－1.6mm）试样，研究了一种定向凝固高温合金的薄壁性能。结果表明，薄壁试样的持久性能与标准试样（直径5mm）相比没有明显的下降，说明在本试验条件下，该合金的薄壁效应不明显。从工艺因素和显微组织方面讨论了试验结果。

关键词：定向凝固高温合金薄壁效应显微组织

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大跨径预应力混凝土连续箱梁桥薄壁效应分析研究

大跨径预应力混凝土连续箱梁桥薄壁效应分析研究

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作者：朱骏同济大学

学位级别：硕士

大中跨预应力混凝土桥梁工程中广泛采用箱型截面，由于箱梁薄壁效应的经典算法较为复杂，同时一般在设计计算中采用的平面杆系计算软件不能考虑薄壁效应，故这样的计算结果无法反映箱梁桥应力的真实情况。本文以西部交通科技建设项目《... 详细信息

大中跨预应力混凝土桥梁工程中广泛采用箱型截面，由于箱梁薄壁效应的经典算法较为复杂，同时一般在设计计算中采用的平面杆系计算软件不能考虑薄壁效应，故这样的计算结果无法反映箱梁桥应力的真实情况。本文以西部交通科技建设项目《体外预应力设计与施工技术研究》的依托工程-重庆新滩桥为背景，分析研究其薄壁效应及其影响。\n　　论文对闭口单室箱梁和多室箱梁的经典薄壁理论进行了综述，然后对考虑薄壁效应的空间杆系程序的有限元理论进行了阐述，并运用算例说明各项剪力流的计算方法以及剪力流在截面上的分布。对重庆新滩桥的剪应力和主拉应力进行了分析研究。分析包括三部分：第一，采用考虑薄壁效应的空间杆系程序分析了新滩桥活载横向最不利组合下对箱梁的影响，得到箱梁各截面较为准确的剪应力放大系数。第二，采用不考虑薄壁效应与考虑薄壁效应的计算方法分析比较采用全体内配束和体内体外混合配束情况对剪应力和主拉应力的影响。第三，通过采用考虑薄壁效应的空间杆系程序对新滩桥左右半幅箱梁腹板和底板加腋处四点的剪应力和主拉应力进一步分析，得出采用体内体外混合配束能进一步降低大跨径预应力混凝土连续箱梁的剪应力和主拉应力的结论。因此建议在大跨径预应力混凝土连续箱梁中纵向预应力束采用体内、体外混合配束的方式。

关键词：箱梁桥预应力薄壁效应应力分析

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不同晶粒尺寸K418B合金薄壁效应研究

不同晶粒尺寸K418B合金薄壁效应研究

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作者：王春雨东北大学

学位级别：硕士

随着航空发动机高推重比和轻量化的发展趋势,发动机高温合金叶片的冷却通道日趋复杂,叶片厚度呈现减小趋势。当叶片壁厚减小时,其力学性能会发生变化,由此产生薄壁效应。薄壁效应可分为两种:一种是通过机械加工等方法改变厚度,工件厚度... 详细信息

随着航空发动机高推重比和轻量化的发展趋势,发动机高温合金叶片的冷却通道日趋复杂,叶片厚度呈现减小趋势。当叶片壁厚减小时,其力学性能会发生变化,由此产生薄壁效应。薄壁效应可分为两种:一种是通过机械加工等方法改变厚度,工件厚度减小出现的纯薄截面尺寸效应;另一种是工件壁厚减小时,其显微组织、表面状态等综合因素变化引起的薄截面尺寸复合效应。多晶高温合金作为航空发动机的主体材料之一,其薄壁效应的研究具有重要的理论意义和工程价值。目前高温合金主要围绕定向凝固工艺出现的薄壁效应开展了研究,然而有关晶粒尺寸对多晶高温合金薄壁效应的影响规律鲜有报道。本论文以K418B合金为研究对象,通过改变浇注温度制备出具有不同晶粒尺寸的中空管状试样和板状试样,随后对部分中空管状试样及全部板状试样进行了热等静压,研究了不同晶粒尺寸的K418B合金中空管状试样、热等静压中空管状试样和热等静压板状试样的薄壁效应,主要结论如下:（1）K418B合金中空管状试样的平均晶粒尺寸分别为640μm、3080μm和5500μm时,当试样壁厚由2.6 mm减小到1.0 mm,试样的抗拉强度分别降低了28.2%、5.2%和2.6%,延伸率分别降低了 64.8%、25.0%和16.8%。中空管状试样晶粒尺寸减小,试样横截面疏松面积比和疏松尺寸逐渐增大,薄壁中空管状试样缺陷敏感性增强,薄壁效应加剧。（2）对于采用热等静压消除疏松的K418B合金中空管状试样,当其晶粒尺寸在106μm～1874μm之间,壁厚由2.6 mm减小到1.0 mm时,抗拉强度降低了0.1%～9.3%,延伸率降低高达44.4%～73.3%,均出现了显著的薄壁效应。随中空管状试样晶粒尺寸由106μm增大至1874 μm,抗拉强度降幅较小且存在一定的波动,延伸率的降幅由44.4%逐渐增长至73.3%,薄壁效应加剧。（3）晶粒尺寸在106μm～1874 μm之间的K418B合金中空管状试样热等静压后均出现薄壁效应的主要原因是由于试样壁厚的减小,中空管状试样横截面晶粒数目减少,在晶界及碳化物处产生高的应力集中,高的应力集中、易碎裂的碳化物及更短的裂纹扩展路径增强了薄壁中空管状试样脆性断裂的趋势。中空管状试样晶粒尺寸增大,晶粒间的变形协调性变差,晶界及碳化物的应力集中程度进一步增强,中空管状试样的薄壁效应加剧。（4）热等静压消除疏松等缺陷的K418B合金板状试样的晶粒尺寸分别为126μm、339μm和1038μm时,当试样的壁厚由3.0 mm减小到1.0 mm,由于应力集中及板状试样内部晶界变少,对位错运动的阻碍作用减弱,薄壁板状试样出现了薄壁效应,抗拉强度分别降低了 2.0%、5.3%和12.2%,延伸率分别降低了 13.1%、19.8%和62.1%。晶粒尺寸增大时,薄壁板状试样的应力集中增强,且碳化物呈大尺寸杆状和块状,更容易成为裂纹源,薄壁效应加剧。（5）对于通过精密铸造成型结合热等静压消除疏松等铸造缺陷的K418B合金3.0 mm和1.0 mm厚板状试样,当浇注温度较低为1360℃时,随精铸板状试样壁厚的减小,晶粒及碳化物的细化改善了纯壁厚减薄对拉伸性能造成的不利影响,薄壁板状试样的抗拉强度和延伸率分别提高了 2.9%和1.7%;当浇注温度较高为1500℃时,精铸板状试样晶粒及碳化物相对粗大,晶粒尺寸对薄壁效应的影响减弱,壁厚对性能的影响起主导作用,薄壁板状试样壁厚由3.0 mm减小到1.0 mm时,抗拉强度增高了 1.6%,而其延伸率降低了 27.6%。

关键词： K418B铸造高温合金晶粒尺寸薄壁效应拉伸性能

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