近日,中国科学院金属研究所张健研究员团队应邀在《Metallurgical and Materials Transactions A》上发表了题为“Recrystallization in Single Crystal Superalloys”的综述文章。文章系统总结了单晶高温合金再结晶缺陷的研究进展,提出了单晶高温合金再结晶评价方法和控制策略。文章于9月4日正式在线发表,并被遴选为“Editor’s Choice”文章。
单晶高温合金作为航空发动机和燃气轮机热端部件的核心材料,对冶金缺陷的控制要求非常严苛。再结晶是单晶叶片的常见缺陷,会对发动机的服役安全性和可靠性构成严重威胁。与在定向凝固过程中形成的其它铸造缺陷不同,再结晶主要在后续热处理过程中产生,但与制造工艺、叶片结构、辅材等密切关联。尽管该问题已引起广泛关注,但由于其涉及多学科、多物理场、多尺度,单晶高温合金再结晶的诱因、预测、检测与控制等仍是国际上的研究热点和难点。
本文深入分析了铸态单晶高温合金的塑性变形行为,探讨了再结晶形核与长大机制,分析了塑性应变、热处理、晶体取向、成分,特别是铸件几何参数等对再结晶行为的影响,提出了再结晶倾向的评价方法。文章还详细归纳了再结晶对不同单晶高温合金高温拉伸、持久及疲劳性能的影响,并讨论了相关的损伤机制。此外,文中还总结了针对再结晶缺陷的无损检测技术(如超声检测和高能X射线等)的最新研究进展,并提出了通过工艺优化、表面处理和回复热处理等抑制再结晶的策略。
该工作获得国家重点研发计划、国家科技重大专项、国家自然科学基金以及中国科学院建制化项目的资助。
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