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一种650℃级超超临界电站锅炉用铁基高温合金焊条
实质审查的生效专利号: CN113579560A
申请人: 西安热工研究院有限公司
发明人: 尹宏飞;袁勇;鲁金涛;党莹樱;杨珍;谷月峰;严靖博
申请日期: 2021-06-25
公开日期: 2021-11-02
IPC分类:
B23K35/30
摘要:
本发明属于焊接材料领域，具体为一种650℃级超超临界电站锅炉用铁基高温合金焊条，该焊条焊芯的组成为：Ni，Cr，Al，Ti，Nb，Mo，W，Si，Mn，Cu，C，B，其余为Fe；焊条药皮的组成为：金红石；碳酸钙；藻酸盐；氟化钙；白云石；氟化钡；钛酸钾；碳酸钠；石英粉；金属锰；钛铁；铝粉；金属铬；氧化锆。本发明焊条熔敷金属在650℃～700℃的拉伸屈服强度不小于500MPa，具有较低的成本、优异的高温强度，可广泛适用于高温、高压、超超临界水蒸汽条件下超级奥氏体耐热钢大口径、厚壁部件的同种和异种焊，可代替现有镍基高温合金焊条。
主权项:
1.一种650℃级超超临界电站锅炉用铁基高温合金焊条，其特征在于，焊芯按重量百分比由以下成分制成：Ni≤39％，Cr 16.5％-17.5％，Al 1.4％-1.5％，Ti 1.6％-1.7％，Nb0.1％-0.2％，Mo 0.5％-0.8％，W 0.3％-0.4％，Si≤0.05％，Mn ≤0.3％，Cu≤0.05％，C≤0.05％，B≤0.002％，其余为Fe；焊条药皮按重量百分比由以下成分制成：金红石3％～19％，碳酸钙20％～25％，藻酸盐0.5％～1.5％，氟化钙20％～25％，白云石2％～12％，氟化钡2％～4％，钛酸钾0.5％～2.5％，碳酸钠1％～2％，石英粉5％～11％，金属锰2.5％～6.5％，钛铁1％～3％，铝粉0.5％～2.5％，金属铬1％～3％，氧化锆1％～4％。
一种700℃级超超临界电站用镍基高温合金焊条
发明专利权授予专利号: CN113579561A
申请人: 西安热工研究院有限公司
发明人: 尹宏飞;袁勇;鲁金涛;党莹樱;杨珍;谷月峰;严靖博
申请日期: 2021-06-25
公开日期: 2023-03-14
IPC分类:
B23K35/30
摘要:
本发明属于焊接材料领域，具体为一种700℃级超超临界电站用镍基高温合金焊条，该焊条焊芯的组成为：Cr，Co，Al，Ti，Nb，Mo，W，Si，Mn，Cu，Fe，C，B，其余为Ni。焊条药皮的组成为：金红石；碳酸钙；藻酸盐；氟化钙；白云石；氟化钡；钛酸钾；碳酸钠；石英粉；金属锰；铝粉；金属铬；氧化锆。本发明焊条熔敷金属在750℃的拉伸屈服强度不小于550MPa。填补现有技术的空白，具有优异的高温强度，可广泛适用于超超临界水蒸汽条件下高温合金大口径、厚壁部件的同种和异种焊，可代替现有镍基高温合金焊条。
主权项:
1.一种700℃级超超临界电站用镍基高温合金焊条，其特征在于，按质量百分比，焊芯由以下成分制成：Cr 20％-22％，Co 2.0％～2.5％，Al 1.5％-1.8％，Ti 1.8％-2.2％，Nb0.1％-0.2％，Mo 0.6％-0.9％，W 0.4％-0.6％，Si≤0.01％，Mn≤0.1％，Cu≤0.01％，Fe≤0.3％，C≤0.05％，B≤0.003％，其余为Ni；焊条药皮由以下成分制成：金红石9％～19％；碳酸钙20％～25％；藻酸盐0.5％～1.5％；氟化钙20％～25％；白云石2％～12％；氟化钡2％～4％；钛酸钾0.5％～2.5％；碳酸钠1％～2％；石英粉5％～11％；金属锰2.5％～6.5％；铝粉0.5％～2.5％；金属铬1％～3％。
一种沉淀强化高温合金焊后去应力处理方法
发明专利权授予专利号: CN113584294A
申请人: 西安热工研究院有限公司
发明人: 尹宏飞;袁勇;鲁金涛;党莹樱;杨珍;谷月峰;严靖博
申请日期: 2021-06-25
公开日期: 2023-03-14
IPC分类:
C22C19/05
摘要:
本发明属于材料热处理技术领域，具体为一种沉淀强化高温合金焊后去应力处理方法，该方法在γ'相析出的等温转变曲线以下10℃保温24～48小时，然后进行空冷至室温。通过本发明的焊后去应力的较低温、长时热处理方法，有效避免了焊接热影响区的应变时效裂纹，且高温合金焊接接头最大程度的消除了焊接残余应力，对热影响区的微观组织无影响。
主权项:
1.一种沉淀强化高温合金焊后去应力处理方法，其特征在于，将焊后高温合金在γ'相析出的等温转变曲线以下10℃保温24～48小时，然后进行空冷至室温。
航空发动机镍基高温合金部件的缺陷检测方法
实质审查的生效专利号: CN115524352A
申请人: 中国航发商用航空发动机有限责任公司
发明人: 黄爱华;李继保;王祥;高栋;张婷;徐芳
申请日期: 2021-06-25
公开日期: 2022-12-27
IPC分类:
G01N21/95
摘要:
本发明提供了一种航空发动机镍基高温合金部件的缺陷检测方法，包括以下步骤：进行铸造镍基高温合金部件的熔模精铸数值模拟；测试件铸造；对测试件存在气孔缺陷的部位进行取样；将样品在室温条件下进行拉伸测试直至断裂；通过扫描电镜对拉伸测试后的样品断口进行形貌分析；使用EDS和WDS对拉伸测试后的样品断口至少取5个位置点进行能谱和光谱分析；结合断口形貌以及断口处与非断口区域的O、Al和Cr含量的差异，确定是否存在双氧化膜类型的缺陷。该方法可以有效地检测出双氧化膜等常规检测方法无法检测的二维缺陷，有效避免了由于缺陷存在而导致的航空发动机零部件的断裂以及整个发动机的结构失效。
主权项:
1.一种航空发动机镍基高温合金部件的缺陷检测方法，其包括以下步骤：(1)根据待铸造的镍基高温合金部件，选择镍基高温合金的牌号；(2)进行待铸造的镍基高温合金部件的熔模精铸数值模拟，该数值模拟包括以下步骤：(2-1)采用三维设计软件绘制出待铸造的镍基高温合金部件及浇冒口系统的3D模型，并且将该3D模型导入铸造CAE软件中；(2-2)进行该3D模型的网格划分；(2-3)将所选择的牌号的镍基高温合金的化学成分、热物性参数和铸造工艺参数以及包括模壳材料、模壳温度和厚度以及散热条件在内的边界条件输入铸造CAE软件，进行数值模拟；(2-4)根据模拟结果确定镍基高温合金在铸造成部件的凝固过程中缺陷容易出现的位置；(3)测试件铸造：按照铸造工艺参数进行测试件浇铸，并且在浇铸过程中连入3mm直径的软管，该软管一端连着惰性气体罐，另一端配接耐高温陶瓷头，通过耐高温陶瓷头向浇铸模具中通入惰性气体以产生气泡从而在铸造的测试件中引入气孔缺陷，通过控制气体流量、陶瓷头的位置和陶瓷头的方向并辅助X射线进行在线监测来控制气孔缺陷的尺寸和位置，确保在步骤(2-4)中确定的缺陷容易出现的位置引入了气孔缺陷，气孔缺陷的尺寸控制在5μm-1mm范围；(4)对测试件存在气孔缺陷的部位进行取样，取样位置需覆盖步骤(2-4)中确定的缺陷容易出现的位置；(5)将步骤(4)获得的样品在室温条件下进行拉伸测试直至断裂；(6)将步骤(5)获得的断口制备成SEM样品，通过扫描电镜对该SEM样品进行形貌分析；(7)使用EDS和WDS对步骤(5)获得的断口至少取5个位置点进行能谱和光谱分析；(8)双氧化膜类型的缺陷的判定：A)如果步骤(6)的扫描电镜观察到的断口相对平滑，并且参考所选择的牌号的镍基高温合金的标准成分含量，如果断口处O、Al和Cr含量明显高于非断口区域的O、Al和Cr含量，则判定存在双氧化膜类型的缺陷；B)如果步骤(6)的扫描电镜观察到的断口包括大量裂纹，并且断口处的O、Al和Cr含量与非断口区域的O、Al和Cr含量没有明显区别，则判定不存在双氧化膜类型的缺陷。
δ相强化镍基高温合金的基体成分设计方法
专利权的终止专利号: CN113249619A
申请人: 北京科技大学
发明人: 郑磊;刘晓;赵鑫;王轩
申请日期: 2021-06-24
公开日期: 2021-11-02
IPC分类:
C22C19/05
摘要:
本申请提供一种δ相强化镍基高温合金的基体成分设计方法。δ相强化镍基高温合金的基体成分设计方法，包括：确定基础合金的成分中的预调整元素X，并根据预调整元素X对TCP相析出和抗氧化性的影响，确定预调整元素X的用量；根据二元相图计算Nb和/或Al在基础合金中的最大溶解度，并根据最大溶解度确定Nb和/或Al的用量；根据Nb和/或Al的用量和预调整元素X的用量调整基础合金的成分得到合金基体。该方法设计得到的合金基体，能够最大限度的降低δ相中Nb和Al在合金基体中的溶解度，从而提升δ相的强化作用。
主权项:
1.一种δ相强化镍基高温合金的基体成分设计方法，其特征在于，包括：确定基础合金的成分中的预调整元素X，并根据所述预调整元素X对TCP相析出和抗氧化性的影响，确定所述预调整元素X的用量；根据二元相图计算Nb和/或Al在所述基础合金中的最大溶解度，并根据所述最大溶解度确定Nb和/或Al的用量；根据Nb和/或Al的用量和所述预调整元素X的用量调整所述基础合金的成分得到δ相强化镍基高温合金的基体成分。
一种抗高温氧化的Al、Si复合添加改性镍基高温合金涂层及其制备方法
发明专利权授予专利号: CN113278968A
申请人: 南昌大学
发明人: 彭文屹;周杰;赵文超;危翔;邓晓华;刘宗佩;史雄涛;于思琪;孙祖祥;余钦洋;余飞翔;高安澜
申请日期: 2021-06-24
公开日期: 2022-06-14
IPC分类:
C22C19/05
摘要:
本发明提供了一种抗高温氧化的Al、Si复合添加改性镍基高温合金涂层及其制备方法，属于镍基高温合金涂层技术领域。该涂层成分按重量百分数含有如下组分：51.22％wt.％的Ni，18.15％wt.％的Cr，5.15wt.％的Nb，3.26wt.％的Mo，1.16wt.％的Ti，0.4wt.％?9wt.％的Al，0.6wt.％的Co和0?5wt.％的Si，余量为铁以及一些不可避免的杂质，基体选用H13热作模具钢，制备方法为等离子熔覆。本发明制备的高温合金涂层具有更好的高温抗氧化性能、更高的显微硬度、高温下多层抗氧化层、制备简单以及成本较低等特点。
主权项:
1.一种抗高温氧化的Al、Si复合添加改性镍基高温合金涂层，其特征在于，该涂层元素成分包括：51.22％wt.％的Ni、18.15％wt.％的Cr、5.15wt.％的Nb、3.26wt.％的Mo、1.16wt.％的Ti、0.4wt.％-9wt.％的Al、0.6wt.％的Co和0-5wt.％的Si，余量为铁以及不可避免的杂质。
一种含V元素的NiAl基合金薄壁构件的成形制备方法
发明专利权授予专利号: CN113430487A
申请人: 哈尔滨工业大学
发明人: 苑世剑;王东君;刘钢
申请日期: 2021-06-23
公开日期: 2022-04-08
IPC分类:
C23C10/20
摘要:
本发明提供了一种含V元素的NiAl基合金薄壁构件的成形制备方法，属于高温合金成形技术领域。本发明的成形制备方法包括以下步骤：将包括Ni层、V层和Al层的叠层材料置于模具中依次进行真空热成形和真空扩散反应，得到NiAl基合金薄壁构件。本发明在真空扩散反应中，Ni与Al反应生成NiAl基体，利用金属V可以固溶进入NiAl基体，也可与NiAl基体形成金属间化合物强化相，进而提高NiAl基合金薄壁构件的高温强度。
主权项:
1.一种含V元素的NiAl基合金薄壁构件的成形制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将包括Ni层、V层和Al层的叠层材料置于模具中依次进行真空热成形和真空扩散反应，得到NiAl基合金薄壁构件；所述真空扩散反应包括：依次进行第一真空扩散反应、第二真空扩散反应和第三真空扩散反应；所述第一真空扩散反应的温度为600～650℃、压力为10～20MPa、保温保压时间为0.5～2h；所述第二真空扩散反应的温度为750～850℃、无压力、保温时间为0.1～1h；所述第三真空扩散反应的温度为1100～1300℃、压力为30～50MPa、保温保压时间为1～3h。
一种沉头螺栓混合连接结构瞬态高温装配参数演化预测方法
实质审查的生效专利号: CN113343532A
申请人: 哈尔滨工业大学
发明人: 赵淑媛;孙新阳;李明瑞
申请日期: 2021-06-21
公开日期: 2021-09-03
IPC分类:
G06F30/17
摘要:
本发明提出了一种沉头螺栓混合连接结构瞬态高温装配参数演化预测方法。采用顺序热力耦合分析方法实现高温瞬态加热条件下陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺栓连接结构预紧力和钉孔间隙的演变情况的理论预测，本发明所提供的预测方法简化了计算过程，提高了结构分析计算收敛性，为陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺栓连接结构的强度分析与设计提供重要的技术指导，具有良好的实际应用潜力，可以推广应用于航空航天、军事国防、能源化工等诸多技术领域。
主权项:
1.一种沉头螺栓混合连接结构瞬态高温装配参数演化预测方法，其特征在于，所述预测方法包括以下步骤：步骤一、根据陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺钉连接结构的几何尺寸采用ABAQUS有限元软件建立有限元分析模型，建模部件包括陶瓷基复合材料板，高温合金板，高温合金沉头螺钉和螺母；步骤二、选用八结点线性传热六面体单元并对连接结构进行网格划分；步骤三、对所建立的有限元模型各部件按照材料性能的不同赋予相应的热物理性能；步骤四、根据高温合金板、复合材料板、螺栓之间的接触关系，在ABAQUS中定义5组接触对，分别为螺钉上豁口与复材板上豁口接触，螺钉中径表面与复材板中径表面接触，螺钉中径表面与高温合金板中经表面接触，复材板下表面与合金板上表面接触，螺母上表面与合金板下表面接触；假设各接触面间为理想接触，即不考虑在传热过程中接触面间的接触热阻；步骤五、对所建立的有限元分析模型施加热分析的边界条件和初始条件，其中陶瓷基复合材料板外表面设置为随时间变化的瞬态高温热载荷，连接结构的其他部位均设置室温对流边界条件；步骤六、对施加边界条件和材料属性的陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺栓连接结构进行瞬态热响应分析，得到连接结构各时刻各位置的瞬态温度历程数据；步骤七、将热分析单元DC3D8转变为热结构分析单元C3D8R单元，并设置增强的沙漏控制，然后对连接结构各部件赋予相应材料的力学属性；步骤八、在相互作用属性中对各接触面添加摩擦力；使用ABAQUS中的Boltload命令在螺栓杆的横截面上直接施加轴向预紧力；通过调整两块板孔的大小设置钉孔间隙量；步骤九、对陶瓷基复合材料与高温合金板沉头螺栓连接结构高温合金板一侧施加固支边界，陶瓷基复合材料板一侧限制住YZ方向的位移；步骤十、对陶瓷基复合材料与高温合金板沉头螺栓连接结构施加步骤五中计算的温度载荷作为预定义场施加在热应力分析模型上进行静力学响应分析，然后获取随所施加瞬态高温热载荷历程相对应的紧固区预紧力及钉孔间隙演变数据。
一种基于渐近损伤模型的陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺栓连接结构高温失效强度预测方法
实质审查的生效专利号: CN113343533A
申请人: 哈尔滨工业大学
发明人: 赵淑媛;孙新阳;李明瑞
申请日期: 2021-06-21
公开日期: 2021-09-03
IPC分类:
G06F119/02
摘要:
本发明提出了一种基于渐近损伤模型的陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺栓连接结构高温失效强度预测方法。采用Fortran语言将非线性本构模型、失效准则及材料退化模型编写成用户子程序UMAT文件，并嵌入到ABAQUS有限元软件中实现高温拉伸条件下陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺栓紧固件的渐进损伤分析。本预测方法快速、高效，能够显著节省试验耗时及成本，摆脱昂贵的试验设备及复杂的试验环节的制约，且该方法对于不同搭接方式、材料属性、不同环境温度及装配参数的接头只需修改材料和结构参数以及环境温度，为高超声速飞行器陶瓷基复合材料机械连接结构的结构设计及强度预测提供重要的技术支持。
主权项:
1.一种基于渐近损伤模型的陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺栓连接结构高温失效强度预测方法，其特征在于，所述设计方法包括以下步骤：S100、通过对C/SiC陶瓷基复合材料单轴拉伸和剪切加卸载试验及压缩试验性能测试获得其应力-应变曲线，并在此基础上建立C/SiC陶瓷基复合材料非线性本构模型；S200、根据陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺栓紧固件的几何参数、装配参数和环境温度，采用ABAQUS软件建立陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺栓紧固件高温单轴拉伸加载条件下三维有限元分析模型；S300、基于C/SiC复合材料结构三维有限元模型进行应力分析，并在第k增量步时，开始调取单元积分点的应力σk；S400、应用适用于C/SiC陶瓷基复合材料的Tsai-Wu失效准则预测复合材料的失效状态及失效模式；S500、判断是否满足失效准则，若是，则材料单元点发生失效，此时，根据退化模型进行材料刚度退化；否则，材料无损伤，此时，材料刚度不变Ck+1＝Ck，更新应力σk+1＝σk+Ck+1·Δεk；S600、判断复合材料结构中的损伤是否导致结构发生破坏，若结构没有发生破坏，则增大力学载荷增量，返回S200；如果结构发生破坏，则结构失去承载能力，停止分析，此时的载荷即为C/SiC陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺栓紧固件的高温失效强度。
一种基于最大失效载荷的陶瓷基复合材料与高温合金混合连接结构沉头螺栓尺寸设计方法
著录事项变更专利号: CN113408069A
申请人: 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所;
发明人: 孙茜;赵淑媛;孙新阳;李明瑞
申请日期: 2021-06-21
公开日期: 2021-09-17
IPC分类:
G06F30/17
摘要:
本发明提出了一种基于最大失效载荷的陶瓷基复合材料与高温合金混合连接结构沉头螺栓尺寸设计方法。采用Fortran语言将非线性本构模型、失效准则及材料退化模型编写成用户子程序UMAT文件，并嵌入到ABAQUS有限元软件中实现了基于渐进损伤分析的陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺栓几何尺寸及连接结构的最大高温失效载荷设计，并使用商业有限元软件ABAQUS的接口语言Python语言进行二次开发，开发出界面窗口插件，生成GUI界面，为结构仿真参数化分析及批量化处理提供了快速高效的技术支撑。本发明可以大幅降低试验成本，节约资源与能源，极大提高连接结构的结构效率，具有良好的实际应用潜力。
主权项:
1.一种基于最大失效载荷的陶瓷基复合材料与高温合金混合连接结构沉头螺栓尺寸设计方法，其特征在于，所述设计方法包括以下步骤：S100、给定陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺栓紧固件的几何参数，并给定沉头螺栓的豁口深度以及锥形段高度的设计范围；S200、保持沉头螺钉豁口深度不变，给定沉头螺钉锥形段高度设计范围内的一定值；S300、根据陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺栓紧固件的几何参数、装配参数和环境温度，采用ABAQUS软件建立陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺栓紧固件高温单轴拉伸加载条件下三维有限元分析模型；S400、选定陶瓷基复合材料非线性本构模型、失效准则及退化模型，建立C/SiC复合材料结构的渐进损伤分析模型，并进行应力分析，当在第k增量步时，开始调取单元积分点的应力σk；S500、将陶瓷基复合材料单元积分点的应力代入失效准则进行判断，如果满足失效准则，则材料单元点发生失效，此时，根据退化模型进行材料刚度退化；如果没有满足失效准则，则材料无损伤，此时，材料刚度不变Ck+1＝Ck，更新应力σk+1＝σk+Ck+1·Δεk，其中，C代表材料的刚度矩阵，σ表示应力，Δε表示应变增量，上角标k代表迭代增量步；S600、判断复合材料结构中的损伤是否导致结构发生破坏；如果结构没有发生破坏，则增大力学载荷增量，返回S300；如果结构发生破坏，则结构失去承载能力，停止分析；S700、获得单一工况下给定结构几何参数下C/SiC陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺栓紧固件的高温失效载荷及损伤失效模式；S800、选取沉头螺钉所需某一设计变量的其他值，重复S200至S700，获得随所设计变量变化的C/SiC陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺栓紧固件的高温失效载荷；S900、选取高温失效载荷最大的设计变量值，完成C/SiC陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺栓紧固件沉头螺钉单变量几何设计；S1000、给定高温失效载荷最大的沉头螺钉豁口深度，选取沉头螺钉锥形段高度设计范围内的一定值；S1100、重复S300到S900，完成C/SiC陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺栓连接结构件沉头螺钉几何设计，并获得连接结构最大的高温失效载荷。
一种高温热失配条件下陶瓷基复合材料与高温合金机械连接结构极限失效载荷的设计方法
著录事项变更专利号: CN113408169A
申请人: 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所;
发明人: 孙茜;赵淑媛;孙新阳;李明瑞
申请日期: 2021-06-21
公开日期: 2022-11-29
IPC分类:
G06F119/14
摘要:
本发明公开了一种高温热失配条件下陶瓷基复合材料与高温合金机械连接结构极限失效载荷的设计方法。采用Fortran语言将非线性本构模型、失效准则及材料退化模型编写成用户子程序UMAT文件，并嵌入到ABAQUS有限元软件中实现高温拉伸条件下陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺栓紧固件的渐进损伤分析，获得了高温热失配条件下C/SiC陶瓷基复合材料与高温合金螺栓紧固件极限失效载荷及其对应的初始及最终装配预紧力及间隙。与现有的陶瓷基复合材料连接结构实验表征手段相比较，该预测方法快速、高效，能够显著节省试验耗时及成本，可以推广应用于航空航天、军事国防、能源化工等诸多技术领域。
主权项:
1.一种高温热失配条件下陶瓷基复合材料与高温合金机械连接结构极限失效载荷的设计方法，其特征在于，所述设计方法包括以下步骤：S100、根据陶瓷基复合材料与高温合金凸头或者沉头螺栓紧固件的几何参数、初始装配参数和环境温度，采用ABAQUS软件建立陶瓷基复合材料与高温合金凸头或者沉头螺栓紧固件高温单轴拉伸加载条件下三维有限元分析模型；S200、选定陶瓷基复合材料双线性或者非线性本构模型、失效准则及退化模型，建立C/SiC复合材料结构的渐进损伤分析模型，并进行应力分析，当在第k增量步时，开始调取单元积分点的应力σk；S300、将陶瓷基复合材料单元积分点的应力代入Tsai-Wu失效准则进行判断，如果满足失效准则，则材料单元点发生失效，根据退化模型进行材料刚度退化；如果没有满足失效准则，则材料无损伤，此时材料刚度不变Ck+1＝Ck，更新应力σk+1＝σk+Ck+1·Δεk，Δεk为应变增量；S400、判断复合材料结构中的损伤是否导致结构发生破坏；若结构没有发生破坏，增大力学载荷增量，返回S200；若结构发生破坏，则结构失去承载能力，停止分析，获得C/SiC陶瓷基复合材料与高温合金螺栓紧固件剩余预紧力及装配间隙，并获得对应环境温度下的失效载荷；S500、修改环境温度，重复S200至S400，获得高温热失配条件下C/SiC陶瓷基复合材料与高温合金螺栓紧固件在对应环境温度范围内的极限失效载荷及其对应的初始及最终装配预紧力及间隙。
一种无热裂纹高性能GH3536镍基高温合金激光增材制造方法
专利权的终止专利号: CN113618068A
申请人: 西北工业大学
发明人: 朱嘉锡;李双明;王锦程;钟宏;李晓历;冯军
申请日期: 2021-06-19
公开日期: 2022-11-29
IPC分类:
B22F9/04
摘要:
本发明涉及一种无热裂纹高性能GH3536镍基高温合金激光增材制造方法，属于金属增材制造技术领域。为了解决GH3536镍基高温合金在激光增材制造过程中易出现热裂、严重影响性能的问题，将TiB2粉末与GH3536合金粉末混合后加入至行星球磨罐中，然后再与球磨球混合之后再进行增材制造。本发明适量TiB2颗粒的加入完全抑制了增材制造GH3536合金过程中的开裂，扩大了该合金的增材制造工艺参数窗口，大大提高了该合金的可加工性，适用于合金成分符合名义成分范围的所有GH3536镍基高温合金。
主权项:
1.一种无热裂纹高性能GH3536镍基高温合金激光增材制造方法，其特征在于步骤如下：步骤1：按照特定配比预制混合粉末将TiB2粉末与GH3536合金粉末按照7～8:1000的质量比混合后加入至行星球磨罐中，保持粉末干燥；步骤2：按照配比加入球磨球按照球磨球、混合粉1:1的质量比加入，其中球磨球包括直径为5mm、8mm、10mm的球磨球，直径为5mm、8mm、10mm的三种球磨球质量比为5:3:2；步骤3：使用行星球磨机进行时间恰当的机械混合将装配好的球磨罐放入行星球磨机中，球磨参数设置为转速380转每分钟，球磨时间为5.5～6.5小时；球磨完毕后，将球磨罐取出，利用筛网将混合好的粉末与球磨球分离，分离后的粉末干燥储存待用；步骤4：使用混合好的粉末进行激光增材制造将混合粉末置于真空干燥箱中，120℃静置2小时以消除粉末表面所吸附的水分；将烘干后的粉末取出后进行激光增材制造。
Inconel 718与Rene’41异种高温合金焊接结构件的热处理强化方法
发明专利权授予专利号: CN113403559A
申请人: 中国航发成都发动机有限公司
发明人: 王艳;陈基东;林思宇;胡彦彬;田秦冠;刘召虎;杨雪坤;张晓华;赵刚;李欣
申请日期: 2021-06-15
公开日期: 2022-04-29
IPC分类:
C21D9/00
摘要:
本发明提供了Inconel 718与Rene’41异种高温合金焊接结构件的热处理强化方法，属于镍基高温合金热处理技术领域。本发明解决的技术问题是针对异种镍基高温合金，目前还没有有效的热处理方法使焊缝和母材同时满足使用性能要求。本发明热处理方法先对Inconel718高温合金进行固溶热处理，对Rene’41高温合金进行固溶热处理+时效热处理，然后对固溶态Inconel 718与时效态Rene’41进行焊接，最后再进行时效热处理。本发明在异种高温合金焊接前后采用相应的热处理方法，使各母材满足时效强化性能要求，同时焊缝也满足相应的力学性能要求，对航空发动机异种高温合金焊接结构件的使用具有实用意义。
主权项:
1.Inconel 718与Rene’41异种高温合金焊接结构件的热处理强化方法，其特征在于包括如下步骤：(1)对Inconel 718高温合金进行固溶热处理；(2)对Rene’41高温合金进行固溶热处理+时效热处理；(3)对固溶态Inconel 718与时效态Rene’41进行焊接，焊接结构件再进行时效热处理。
一种镍基高温合金焊前清洗方法
发明专利权授予专利号: CN113334256A
申请人: 贵州永红航空机械有限责任公司
发明人: 叶炳;冉春交;张邦;肖友红;吴长洪
申请日期: 2021-06-11
公开日期: 2022-09-06
IPC分类:
B24C1/10
摘要:
本发明公开了一种镍基高温合金焊前清洗方法，对于热成型或热处理后的高温合金零件，采用喷砂+湿喷玻璃丸+酸洗的技术方案，对于机械加工或冷成型的高温合金零件，采用直接酸洗的技术方案。本发明使用喷砂+湿喷玻璃丸可以快速去除零件表面氧化皮，同时还可以提升零件的表面质量；硫酸和氢氟酸的酸液组合可以有效的控制零件的清洗过程，同时使用达因测试笔测量零件清洗后表面清洁度量化了清洗后要求，清洗质量得到了保证，可以有效的保证后续的焊接加工质量。
主权项:
1.一种镍基高温合金焊前清洗方法，其特征在于：针对热成型或热处理后的镍基高温合金，焊前清洗方法包括依次进行的喷砂、湿喷玻璃丸和酸洗，且酸洗时采用硫酸和氢氟酸作为酸洗液；针对机械加工或冷成型的镍基高温合金，焊前清洗方法包括酸洗，且酸洗时采用硫酸和氢氟酸作为酸洗液。
一种制备低氧含量真空气雾化3D打印高温合金粉末的方法
发明专利申请公布后的驳回专利号: CN113369484A
申请人: 金川镍钴研究设计院有限责任公司; 金川集团股份有限公司
发明人: 周华; 张新涛; 张东; 王江; 冯臻; 樊昱; 张科翠; 邓洪民; 刘长仨; 吴大莉; 李继昀; 张星星; 王雪连
申请日期: 2021-06-08
公开日期: 2021-09-10
IPC分类:
B33Y70/00
摘要:
本发明属于3D打印技术领域，公开了一种制备低氧含量真空气雾化3D打印高温合金粉末的方法，以解决现有技术高温合金粉末制备中氧含量较高的问题，本发明采用制备并处理合金母合金棒、中心钻孔、制备合金粉末等步骤，本发明利用钻孔切割代替了切割成小料这种方式来降低原料的比表面积，在不影响制备合金粉的情况下，减少了制备过程中出现的氧化现象，大大降低了粉末的氧含量，使粉末氧含量达到行业标准，且远远优于行业标准，且本发明方法免去了水刀操作过程，能节省耗材，降低生产成本。且本发明方法免去了水刀操作过程，能节省耗材，降低生产成本。
主权项:
1.一种制备低氧含量真空气雾化3D打印高温合金粉末的方法，其特征是，包括以下步骤： 1）、根据GH4169合金成分进行配料，将原料加入真空感应炉，关闭真空阀充入氩气，将熔炼温度升高至1000～1500℃，熔炼后浇铸得到GH4169镍基高温合金母合金棒；2）、将步骤1）中浇铸后的GH4169镍基高温合金母合金棒使用超高压水刀切除头尾部位，之后对合金棒料进行表面扒皮处理，得到Φ80×100的圆柱形合金棒料；3）、将步骤2）中的圆柱形母合金棒中心钻成Φ20mm～40mm的通孔； 4）、将步骤3）中处理完的GH4169母合金棒加入到真空气雾化感应熔炼炉中，抽真空后通入氩气，提高温度至200～500℃，合金液流经雾化喷嘴，制成球形GH4169镍基高温合金粉末；5）、将GH4169合金粉末进行筛分，得到筛上GH4169合金粉末。
一种高温合金空心铸件带芯进行真空热处理的方法
发明专利权授予专利号: CN113462864A
申请人: 中国科学院金属研究所
发明人: 王猛;邹明科;张朝威;张玲;徐福涛;王亮;孟杰;周亦胄;孙晓峰
申请日期: 2021-06-08
公开日期: 2022-11-22
IPC分类:
C21D1/773
摘要:
本发明涉及高温合金熔模精密铸造和真空热处理领域，具体为一种高温合金空心铸件带芯进行真空热处理的方法。该方法在高温合金空心铸件的常规真空热处理工艺中增加预处理工艺，对铸件热处理的升温速率和保温时间进行控制。预处理工艺是在铸件热处理时，以一定的升温速率升温至750～800℃后进行一段时间的保温，然后以缓慢的升温速率升温至1100～1120℃，再进行一段时间的保温，再以缓慢的升温速率升温至铸件热处理工艺温度进行保温，以减轻型芯和金属铸件受热膨胀时膨胀率不同产生的变形不同步，降低高温下型芯对铸件产生的应力，避免等轴晶空心铸件带芯进行热处理时出现涨裂现象，单晶和定向铸件出现再结晶和涨裂现象。
主权项:
1.一种高温合金空心铸件带芯进行真空热处理的方法，其特征在于，该方法在高温合金空心铸件的常规真空热处理工艺中增加预处理工艺，对铸件热处理的升温速率和保温时间进行控制，预处理工艺包括以下步骤：1)将所述高温合金空心铸件表面型壳进行清理后放置入真空热处理炉内，并对真空热处理炉抽真空；2)当高温合金空心铸件热处理温度大于800℃且小于1120℃时，经过步骤1)后，以升温速率1～30℃/min将炉温升至750～800℃，并保温40～60min；或者，当高温合金空心铸件热处理温度在1120℃以上时，经过步骤1)后，以升温速率1～30℃/min将炉温升至750～800℃，并保温40～60min；再以升温速率0.5～5℃/min将炉温升至1100～1120℃，并保温40～60min；3)以升温速率0.5～5℃/min将炉温升至铸件的热处理工艺温度，并按工艺要求进行保温。
一种快速表征分析镍基单晶高温合金微观组织演变的方法
发明专利权授予专利号: CN113376015A
申请人: 北京科技大学
发明人: 李龙飞; 徐静辉; 冯强
申请日期: 2021-06-07
公开日期: 2021-09-10
IPC分类:
G01N23/20
摘要:
本发明提供了一种快速表征分析镍基单晶高温合金微观组织演变的方法，属于镍基单晶高温合金技术领域。该方法集成高通量实验?高通量表征?高通量统计技术，高效建立镍基单晶合金高温蠕变过程中微观组织演变定量关系。采用渐变截面试样进行蠕变中断试验，得到随应力连续分布的微观组织，并通过基于扫描电镜的大尺度图像采集技术对全应力范围的蠕变组织进行大尺度高倍表征；基于U?Net深度学习算法，建立枝晶干自动识别模型，快速准确的分割枝晶干组织；运用逻辑算法对枝晶干γ/γ′两相微观组织参数进行连续定量统计。利用该方法可以高效研究镍基单晶合金微观组织随蠕变条件的演变规律，在建立材料组织数据库和服役安全评估等方面具有重要意义。
主权项:
1.一种快速表征分析镍基单晶高温合金微观组织演变的方法，其特征在于，集成高通量实验、高通量表征、深度学习和自动连续统计方法。
一种高温紧固件用GH4350合金的双真空熔炼方法
发明专利权授予专利号: CN113337755A
申请人: 中航上大高温合金材料股份有限公司
发明人: 刘猛; 栾吉哲; 李爱民; 田水仙; 王涛
申请日期: 2021-06-02
公开日期: 2021-09-03
IPC分类:
C22C19/05
摘要:
本发明公开了一种高温紧固件用GH4350合金，该高温紧固件用GH4350合金的配方包括以下组份：C≤0.025％、Cr 14.50?18.00％、Co 23.0?27.0％、Mo 2.0?3.5％、Al 0.60?1.25％、Ti 1.65?2.35％、Ta 3.5?4.6％、Nb 0.65?1.35％、W 1.50?2.80％、其余为Ni，本发明还公开了一种高温紧固件用GH4350合金的双真空熔炼方法，该制备方法包括以下步骤：定量称取，熔化期，精炼期，合金化，浇注；本发明提出的高温紧固件用GH4350合金的双真空熔炼方法首次发明了采用Φ250电极自耗重熔Φ305mm钢锭，解决了超低气体含量的GH4350合金熔炼工艺，将其他O降低到了10ppm以下，N降低到了20ppm以下，并且将有害气体N含量控制到了20ppm以下。
主权项:
1.一种高温紧固件用GH4350合金，其特征在于；该高温紧固件用GH4350合金的配方包括以下组份：C≤0.025％、Cr 14.50-18.00％、Co 23.0-27.0％、Mo 2.0-3.5％、Al 0.60-1.25％、Ti 1.65-2.35％、Ta 3.5-4.6％、Nb 0.65-1.35％、W 1.50-2.80％、其余为Ni。
一种电磁感应加热辅助SLM成形装置及成形方法
发明专利申请公布后的驳回专利号: CN113275568A
申请人: 华中科技大学
发明人: 魏青松;滕庆;孙闪闪;程坦;谢寅
申请日期: 2021-05-26
公开日期: 2021-08-20
IPC分类:
B22F10/28
摘要:
本发明公开了一种电磁感应加热辅助SLM成形装置及成形方法，属于增材制造相关技术领域，包括成形室、电磁感应线圈、升降驱动机构、送粉机构、成形机构和激光成形单元；电磁感应线圈位于成形机构的基板上方，升降驱动机构驱动电磁感应线沿成形机构的轴向移动；送粉机构设有铺粉刮刀，用于将粉料均匀铺设于成形机构的基板上，升降驱动机构用于驱动电磁感应线圈下降至成形平面；电磁感应线圈用于通电后产生热量并对粉料进行预热，待预热至预设温度后，激光成形单元用于根据预设加工轨迹对粉料进行加工。本发明通过对激光加工平面实施实时预热，减小熔池与已凝固区域的温度梯度，减小成形过程中内应力，减少裂纹敏感性高的镍基高温合金中微裂纹数量。
主权项:
1.一种电磁感应加热辅助SLM成形装置，其特征在于，包括成形室(5)、电磁加热单元、送粉机构(4)、成形机构(10)和激光成形单元；所述送粉机构(4)和所述成形机构(10)并排设置于所述成形室(5)底部；所述激光成形单元设置于所述成形机构(10)的上方；所述电磁加热单元包括电磁感应线圈(7)和升降驱动机构(9)，所述电磁感应线圈(7)位于所述成形机构(10)的基板上方，所述升降驱动机构(9)连接所述电磁感应线圈(7)并驱动其沿所述成形机构(10)的基板轴向移动；所述送粉机构(4)设有铺粉刮刀(2)，所述铺粉刮刀(2)用于将粉料均匀铺设于所述成形机构(10)的基板上；所述升降驱动机构(9)用于驱动所述电磁感应线圈(7)下降至成形平面；所述电磁感应线圈(7)用于通电后产生热量并对粉料进行预热；待预热至预设温度后，所述激光成形单元用于根据预设加工轨迹对粉料进行加工。
一种陶瓷与高温合金复合构件及其制造方法
实质审查的生效专利号: CN113277856A
申请人: 西安交通大学
发明人: 杨强;崔晓涵;王富;李涤尘;李鸣杰;王迎鑫
申请日期: 2021-05-26
公开日期: 2021-08-20
IPC分类:
B22F10/28
摘要:
本发明公开了一种陶瓷与高温合金复合构件及其制造方法，陶瓷与高温合金复合构件中，陶瓷基体和高温合金基体之间通过物理连接结构连接；物理连接结构包括：陶瓷基体上设置的用于与高温合金基体连接的第一物理连接结构，以及高温合金基体上设置的用于与陶瓷基体连接的第二物理连接结构；过渡层设置于陶瓷基体与高温合金基体的连接界面上。本发明通过一体化3D打印成形，得到陶瓷与高温合金复合构件的成型体；对成型体表面进行去粉处理、强化烧结，得到陶瓷与高温合金复合构件。本发明在陶瓷/高温合金的结合部位引入了连接结构，采用物理铰接的方式在陶瓷/高温合金连接的冶金结合之外，再增加一种机械咬合，从而实现陶瓷/高温合金的双重强化连接。
主权项:
1.一种陶瓷与高温合金复合构件，其特征在于，包括陶瓷基体、过渡层和高温合金基体，陶瓷基体和高温合金基体之间通过物理连接结构连接；所述物理连接结构包括：陶瓷基体上设置的用于与高温合金基体连接的第一物理连接结构，以及高温合金基体上设置的用于与陶瓷基体连接的第二物理连接结构；所述过渡层设置于陶瓷基体与高温合金基体的连接界面上。
金属粉末专利分析
材料体系分布
制备工艺分布
技术领域分布 (IPC分类)
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B22F10/28(3D打印) • B22F9/04(制粉) •
C23C24/10(涂层) • C22C19/05(镍合金) •
B33Y50/02(控制) • C22F1/18(热处理)