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杨文超: 作品数：18 被引量：86H指数：6; 供职机构：西北工业大学材料学院凝固技术国家重点实验室更多>>; 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金陕西省自然科学基金更多>>; 相关领域：金属学及工艺一般工业技术航空宇航科学技术自动化与计算机技术更多>>

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Ru对镍基单晶高温合金凝固特性、TCP相析出及蠕变性能影响的研究进展被引量：8: 2022年; 镍基单晶高温合金因优异的高温力学性能而被广泛应用于航空发动机和地面燃气轮机的涡轮叶片等关键热端部件。Ru元素作为第四代、第五代镍基单晶高温合金的主要特征元素,其添加对合金从凝固特性到最终的服役性能都起到关键的影响。本文从镍基单晶高温合金的凝固特性、凝固组织、TCP相析出及蠕变性能等方面出发,综述了Ru元素对镍基单晶高温合金影响的研究进展,系统分析了Ru的添加对合金凝固路径、凝固特征温度、微观偏析等凝固特性及共晶、碳化物等凝固组织的影响规律,并重点探究了Ru的添加能抑制TCP相析出及提高合金蠕变性能的原因。目前由于多组元交互作用对组织与性能影响机理的复杂性,使得含Ru高温合金的成分设计与优化具有更高的挑战,建议未来含Ru高温合金的相关研究从富Ru新相的析出原因及抑制、Ru添加对凝固缺陷的影响及Ru与其他元素交互作用对“逆分配”效应及TCP相析出的影响机制等方面做进一步探究,为发展新型高性能含Ru高温合金的设计提供思路。; 曹凯莉杨文超屈鹏飞黄太文郭敏苏海军张军刘林; 关键词：镍基单晶高温合金凝固特性 TCP相蠕变性能

Formation and sedimentation of Fe-rich intermetallics in Al-Si-Cu-Fe alloy被引量：5: 2015年; Formation and sedimentation of Fe-rich intermetallics were studied in a commercial Al-Si-Cu-Fe alloy with extra additions of Mn. It is found that the introduction of extra Mn is an effective approach to lower the Fe level in the equilibrium liquid phase after sedimentation of solid Fe-rich phase at a temperature between its liquidus and solidus. The higher Mn/Fe mass ratio results in the lower Fe content in the retained alloy, during which Mn is also consumed and settled at the bottom of the melt as solid Fe-rich intermetallics. Therefore, the final Fe content in the alloy can be controlled by the Mn content and the holding temperature of the melt. The results confirmed a good agreement of the theoretical calculation and the experimental test with a specially designed 50 mm cylindrical casting. The sedimentation of Fe-rich intermetallics in the Al-Si-Cu-Fe alloy is completed at 600 °C after 10 min. The reduction of Fe content in the retained alloy is 31.4% when m（Mn）/m（Fe）=0.5 and 53.3% when m（Mn）/m（Fe）=1.0 in comparison with that in the original alloy. The settled Fe-rich intermetallics were identified as α-Al15（Fe,Mn）3Si2, which provided the lower balanced Fe concentration in the melt in comparison with other Fe-rich intermetallics.; 杨文超高峰冀守勋; 关键词：SOLIDIFICATION INTERMETALLICS

NbC纤维增强共晶镍基合金的超高梯度定向凝固组织研究: 2024年; 采用液态金属冷却定向凝固工艺制备NbC纤维增强高温共晶镍基合金。利用SEM、XRD、EDS和EPMA等测试方法,对NbC纤维增强高温共晶镍基合金不同区域的显微组织及形成机理进行分析,随后分别改变抽拉速率(2、7、12μm/s)和熔体温度(1 550、1 580、1 600℃),研究工艺参数对合金组织的影响。根据组织类型及形态不同,可将定向凝固高温共晶镍基合金分为启动区与复合区两个区域,启动区以大块状的富Nb和富W碳化物为主,而位于启动区之上的复合区主要分布定向排列的NbC纤维。定向凝固过程中NbC纤维的生长可划分为3个阶段,即启动阶段、多取向竞争阶段和稳定阶段。随抽拉速率增大,纤维体积分数增大,纤维中C、Nb和W质量分数降低,且Nb含量下降更显著。随熔体温度升高,纤维体积分数、横截面积以及间距皆增大,纤维中C、Nb和W质量分数升高,且W含量上升更显著。; 裴家纬杨敏杨东伟崔婷婷杨帆郭敏杨文超张军; 关键词：凝固组织熔体温度抽拉速率

先进镍基单晶高温合金蠕变行为的研究进展被引量：11: 2019年; 先进镍基单晶高温合金具有优良的成分兼容性,在1 000℃以及更高温度下仍能保持较高的组织稳定性、抗蠕变性、抗疲劳性、抗氧化性和抗腐蚀性能,被广泛应用于现代航空发动机和地面燃气轮机的涡轮叶片等关键热端部件。在服役过程中,镍基单晶高温合金主要发生涡轮叶片旋转造成的蠕变及疲劳变形。另外,现代航空发动机对涡轮进口温度的要求不断提升,使得镍基单晶高温合金的承温承载能力面临着更大的挑战。长期以来,材料科研工作者尝试了许多方法来提升镍基单晶高温合金的蠕变性能:在镍基单晶高温合金中添加了大量的难熔元素(W、Cr、Mo、Re等),降低了元素的扩散速率,从而提高了合金的固溶强化水平;添加了γ'相形成元素(Al、Ti、Ta),形成金属间化合物γ'沉淀相,利用γ'沉淀相与γ基体相之间的相干应变、有序化,以及弹性模量和堆垛层错能差异等沉淀强化机制,提高合金的强度;通过调整热处理制度,进一步优化沉淀相的尺寸、形态以及体积分数,最大化沉淀强化效果;通过调整Mo与Re的含量,提高γ'沉淀相与γ基体相的错配度,细化γ/γ'界面位错网间距,强化γ/γ'相界面强度,提高镍基单晶高温合金的蠕变抗力;同时加入适量的Pt族金属元素,抑制了TCP有害相的析出,进一步稳定了合金组织。然而,镍基单晶高温合金中元素的合金化程度已很高,在CMSX-10中难熔元素的含量高达20.5%,这已经接近镍基体的溶解度极限;同时,也带来了其他一系列问题:组织不稳定性(包括凝固缺陷析出倾向的增加、TCP相的析出)以及合金密度和成本的增加。另外,对于第四代及其后续的镍基单晶高温合金的设计,除依赖提高难熔元素含量和加入铂族元素稳定组织外,并无其他公开、有效的措施。现行措施也与现代工业追求低密度、低成本、环境友好的理念背道而驰。因此,深入认�; 岳全召刘林杨文超黄太文孙德建霍苗张军傅恒志; 关键词：蠕变位错网强韧化机理

镍基单晶高温合金小角度晶界的形成机制、影响因素与控制措施被引量：10: 2018年; 镍基单晶高温合金被广泛用于制备先进航空发动机及工业燃气轮机的关键热端部件,随着铸件结构的复杂化和大型化以及合金中难熔元素的增多,凝固缺陷的形成倾向增大。其中,小角度晶界是定向凝固制备单晶高温合金铸件过程中经常出现的一类缺陷,它会破坏单晶的完整性,一旦超过容限就会对铸件的力学性能造成恶劣影响,随着单晶高温合金服役温度的不断提高,小角度晶界对性能的损害会更为严重。因此,小角度晶界日益成为镍基单晶高温合金发展和应用中需要解决的重要课题,受到国内外研究者的广泛关注。单晶中的小角度晶界与传统意义上的小角度晶界有所不同,是指相邻枝晶间的取向偏离。研究者们在不同晶界偏离角及不同温度条件下就小角度晶界对合金持久性能、蠕变性能及疲劳性能的影响进行了研究,结果发现:当偏离角较小时,小角度晶界对合金性能的影响并不明显,但是随着偏离角的增大及温度的升高,合金的性能均会降低。为了探寻有效的预防和控制措施,研究者们就小角度晶界的形成机制及影响因素进行了研究。关于小角度晶界的形成机制,被大家普遍认同的观点是:枝晶在分枝生长过程中发生了塑性变形,从而导致了枝晶的取向偏离,当枝晶再次汇聚时就会产生小角度晶界。但是,关于枝晶变形的原因则没有一致看法。另外,关于小角度晶界影响因素的研究还不是很系统,主要集中在合金成分及晶界强化元素、凝固参数及取向、铸件尺寸等方面。镍基单晶高温合金中的小角度晶界归根结底是由枝晶的取向偏离导致的,而取向偏离的影响因素复杂,因此小角度晶界的出现很难完全避免。目前,主要通过取向控制以减少小角度晶界的产生,并通过晶界强化以提高合金对小角度晶界的容限。本文阐明了单晶高温合金中的小角度晶界的概念,�; 霍苗刘林黄太文杨文超李亚峰王晓娟张军傅恒志; 关键词：镍基单晶高温合金小角度晶界定向凝固

定向凝固Cu-50%Sn包晶合金显微组织演变: 2024年; 随着科学技术的进步,越来越多的包晶合金因其优良性能广泛应用于工业生产领域,比如Fe-Cr-Ni、Ti-Al、Nd-Fe-B合金以及应用于电子封装领域的Cu-Sn合金等。随着电子信息产业向微型化和多功能化方向发展,对集成电路的机械、电子和热性能提出了更高的要求。本文以Cu-50%Sn(原子分数)包晶合金(L+Cu^(3)Sn→Cu6Sn5)作为研究对象,通过布里奇曼定向凝固法,在显微镜下对组织进行观察和测量,研究淬火固液界面的凝固组织随凝固条件改变而产生的变化。生长距离、温度梯度一定时,随着生长速度的增大,初生相Cu^(3)Sn经历了胞状→胞/枝状→枝晶状组织转变,Cu^(3)Sn相的尺寸与间距均随生长速度的增大而减小;生长速度、生长距离一定时,随着温度梯度的增大,初生相Cu^(3)Sn相由块状与枝晶状转变为胞状组织;生长速度、温度梯度一定时,随着生长距离的增大,初生相Cu^(3)Sn由块状与胞/枝状转变为胞状组织,且Cu^(3)Sn相尺寸发生小幅细化。基于上述实验结果,绘制了关于生长速度、温度梯度及生长距离条件下的显微组织选择图,进一步阐明了凝固条件的改变对Cu-50%Sn(原子分数)包晶合金显微组织的影响。; 彭鹏刘林刘林甘露杨文超杨文超; 关键词：定向凝固包晶合金凝固组织金属间化合物

单晶高温合金对接平台中的小角度晶界的形成: 霍苗刘林杨文超黄太文张军傅恒志

碳对镍基单晶高温合金凝固缺陷影响的研究进展被引量：8: 2020年; 镍基单晶高温合金因优异的高温力学性能而被广泛应用于先进航空发动机的涡轮叶片和导向叶片等热端部件中。近几十年来,随着单晶高温合金的发展,合金代次已由最初的第一代发展到第五代。在单晶高温合金逐代更替的过程中,一方面微量元素碳由最初的完全去除发展到后来的限量使用,另一方面难熔元素(W、Mo、Ta和Re)的加入量逐渐增加。这是因为碳的加入可以减少氧化物,提高合金的纯净度,改善合金的可铸性,其主要的作用是控制由难熔元素增加所引起的雀斑、缩松、杂晶和小角度晶界等凝固组织缺陷。目前,碳对镍基单晶高温合金中凝固缺陷影响的研究取得了一些进展,但也存在一定问题。研究表明雀斑的形成是糊状区液态金属流动所导致的枝晶生长停滞或枝晶熔断,通过碳的添加减缓液态金属流动以抑制雀斑的形成,但这一研究仅停留在定性阶段,在定量上仅有一些经验公式和判据,关于碳化物在糊状区的析出时间与析出量如何影响热质流动的证据欠缺,需进一步完善。研究发现缩松是凝固过程中固相和液相收缩率不同所引起的枝晶间的微小熔池,碳添加形成的适量碳化物可以通过后期生长填补枝晶间的孔洞以减少缩松,但此研究也只停留在实验现象和笼统的定性说明阶段,具体到碳化物添加量和缩松含量之间的关系还没有明确的规律,还需要深入探究。杂晶的形成与枝晶碎片、模壁过冷形核和籽晶回熔有关,碳的添加可以抑制热质流动,减少枝晶碎片,降低过冷形核,避免杂晶生成。小角度晶界的产生是由于枝晶弯曲和扭转变形,与热质流动无关,微量元素碳的添加虽然不能阻止这类缺陷出现,但可以起到晶界强化作用。目前,碳对杂晶和小角度晶界的影响无论从实验现象还是机理分析都非常欠缺,需要系统地进行研究。本文综述了碳对镍基单晶�; 王晓娟王晓娟刘林黄太文杨文超霍苗张军张军; 关键词：镍基单晶高温合金碳

抽拉速率和二次取向对镍基高温合金晶粒竞争生长的影响: 胡松松刘林崔强伟杨文超黄太文张军傅恒志

镍基单晶高温合金固溶微孔长大动力学研究: 张琰斌刘林黄太文杨文超张军傅恒志

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