A fundamental study of deformation mechanisms in advanced polycrystalline nickel-base superalloys

先进多晶镍基高温合金变形机制的基础研究

基本信息

  • 批准号:
    EP/E020933/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 40.09万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2007
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2007 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

As one of the most important classes of high-temperature structural materials, nickel-base superalloys exhibit unique high temperature properties, which make them the first choice in demanding applications such as the hot sections of turbine engines for both aircraft and power-generation applications. Nickel-base superalloys rely upon a combination of matrix strengthening and precipitation hardening to give outstanding high-temperature mechanical properties. This research project will study the effect of gamma prim precipitate distribution on the deformation mechanisms in advanced gamma (matrix)/gamma prime (precipitates) nickel-base superalloys for high temperature applications. It takes an interdisciplinary approach, combining detailed metallurgical studies, in-situ mechanical testing on neutron and high-energy x-ray synchrotron diffraction beam lines and mathematical modelling. Instead of studying macroscopic mechanical properties as a function of microstructure, our approach will allow us to study directly strengthening mechanisms as a function of microstructure. In advanced superalloys, fundamental studies have often been limited by the complexity of the microstructure. We will overcome this by first studying simplified model microstructures and using these to validate and tune advanced models, before moving on to commercially more relevant but also more complex microstructures.This project will provide an improved fundamental understanding of the interplay of gamma prim-distribution and deformation mechanisms, which is key to harnessing the full potential of these new high temperature alloys. Although a number of new gamma prim strengthened polycrystalline nickel-base alloys have recently emerged from worldwide development programs, the optimisation of the mechanical properties of these alloys through thermomechanical processing has been, to date, strongly empirical. This new understanding will make it possible to identify optimum microstructures, which will not only help definite the ideal thermomechanical processing routes for newly developed alloys, but also illuminate future alloy development.
镍基高温合金作为最重要的一类高温结构材料,具有独特的高温性能,是飞机和发电用涡轮机发动机热段等高要求应用的首选材料。镍基高温合金依靠基体强化和沉淀硬化的结合来提供出色的高温机械性能。本研究项目将研究高温应用的高级γ(基体)/γ ′(沉淀物)镍基高温合金中γ ′沉淀物分布对变形机制的影响。它采用跨学科的方法,结合详细的冶金研究,中子和高能x射线同步衍射光束线的现场机械测试和数学建模。而不是研究宏观力学性能作为微观结构的函数,我们的方法将使我们能够直接研究作为微观结构的函数的强化机制。在先进的高温合金中,基础研究往往受到微观结构复杂性的限制。我们将首先研究简化模型的微观结构,并使用这些来验证和调整先进的模型,然后再转向商业上更相关但也更复杂的微观结构。该项目将提供对γ素数分布和变形机制相互作用的更好的基本理解,这是充分利用这些新型高温合金潜力的关键。虽然一些新的γ射线强化的多晶镍基合金最近出现在世界范围内的发展计划,这些合金的机械性能的优化,通过热机械加工已经,到目前为止,强烈的经验。这种新的认识将使确定最佳微观结构成为可能,这不仅有助于确定新开发合金的理想热机械加工路线,而且还将照亮未来的合金发展。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
The Effect of Lattice Misfit on Deformation Mechanisms at High Temperature
  • DOI:
    10.4028/www.scientific.net/amr.278.144
  • 发表时间:
    2011-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    B. Grant;Elisabeth Knoche;M. Preuss;J. Q. da Fonseca;M. Daymond
  • 通讯作者:
    B. Grant;Elisabeth Knoche;M. Preuss;J. Q. da Fonseca;M. Daymond
High-temperature strain field measurement using digital image correlation
The effect of gamma prime particle size on the deformation mechanism in an advanced polycrystalline nickel base superalloy
伽马颗粒尺寸对先进多晶镍基高温合金变形机制的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Benedict Grant
  • 通讯作者:
    Benedict Grant
High-temperature deformation mechanisms in a polycrystalline nickel-base superalloy studied by neutron diffraction and electron microscopy
  • DOI:
    10.1016/j.actamat.2014.04.028
  • 发表时间:
    2014-08
  • 期刊:
  • 影响因子:
    9.4
  • 作者:
    E. Francis;B. Grant;J. Fonseca;P. Phillips;M. Mills;M. Daymond;M. Preuss
  • 通讯作者:
    E. Francis;B. Grant;J. Fonseca;P. Phillips;M. Mills;M. Daymond;M. Preuss
The Effect of Cooling Rate from Solution on the Lattice Misfit During Isothermal Aging of a Ni-Base Superalloy
  • DOI:
    10.1007/s11661-014-2197-1
  • 发表时间:
    2014-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    L. Connor;H. Stone;D. Collins;M. Preuss;M. Hardy;C. Rae
  • 通讯作者:
    L. Connor;H. Stone;D. Collins;M. Preuss;M. Hardy;C. Rae
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  • 通讯作者:
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    $ 40.09万
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