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德国:3D单晶镍基高温合金的蠕变性能测试

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-07-12 08:56:06   浏览次数:1512  
核心提示:德国:3D单晶镍基高温合金的蠕变性能测试
    德国研究人员对高温合金的蠕变特性进行了探索,并在最近发表的研究报告中详细介绍了他们的发现。该报告题为《单晶镍基高温合金(SX)的蠕变性能:对常规铸造和增材制造CMSX-4材料的比较》,比较了两种不同类型的镍基单晶高温合金的显微组织和蠕变性能。
 
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    单晶镍基高温合金(SXS)与航空航天、能源等应用极为相关;例如,这些金属可用于制造涡轮叶片,但它们必须能够在1000 °C以上的极端温度下处理机械载荷,并在蠕变范围内工作。CMSX-4材料由难熔元素(W、Ta、Re)组成,具有良好的蠕变强度。
 
    这些材料对研究人员来说并不是什么新鲜事,但作者想知道在加工过程中,特别是在使用增材制造的时候,蠕变性能是否会发生变化。在这项研究中,SEBM具备生产单晶镍基高温合金的能力,因此选用SEBM来加工研究样本。
 
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    “SEBM是一种粉末床增材制造技术,其特点是具有较高的凝固率和热梯度。”研究人员表示。
 
研究人员使用了以下条件进行微型蠕变评估试验:
1.高温/低应力(1050 °C,160 MPa)
2.低温/高应力(850 °C,600 MPa)
 
QQ图片20190712085300
 
    结果使用扫描电镜和透射电镜观察。研究小组注意到,在高温/低应力状态下,几种样本材料均表现出相似的行为,而低温/高应力在蠕变行为上表现出明显的差异。
 
QQ图片20190712085300
 
    研究人员表示:“从SEBM样本顶部取下来的试样,其断裂应变和断裂寿命都比从中间取出的试样高一些,断裂寿命稍长一些。”经过多次热处理后,从样本中部取出的试样,累积蠕变应变的速度比从热处理的SEBM样本顶部取下来的试样要快一些,失效时间稍早。”
 
    即使经过热处理,这种情况依然没有好转。研究人员表示:“我们需要进一步的研究来找出热处理不能消除这种影响的原因。”
 
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