1 GH4738合金及发展 1
1.1 GH4738合金 1
1.1.1 合金成分 1
1.1.2 合金析出相及强化 3
1.1.3 合金冶炼方法 7
1.2 合金性能 8
1.2.1 物理性能 8
1.2.2 力学性能 9
1.3 合金热加工和热处理 13
1.3.1 热加工 13
1.3.2 热处理 16
1.4 组织和性能的关系及组织控制 19
1.4.1 晶粒度和析出相的影响 19
1.4.2 组织可控性 21
1.4.3 强化相控制 26
1.4.4 晶粒异常长大现象 30
1.5 合金标准及演变 32
参考文献 38
2 合金冶炼及均匀化开坯 40
2.1 合金冶炼 40
2.1.1 真空感应 40
2.1.2 电渣重熔 42
2.1.3 真空电弧重熔 44
2.1.4 实际冶炼工艺及控制 46
2.2 合金锭均匀化 47
2.2.1 偏析形成的原因及影响 48
2.2.2 均匀化工艺 51
2.2.3 均匀化计算模型及验证 61
2.3 合金锭锻造开坯 66
2.3.1 开坯过程 66
2.3.2 开坯后的组织特征 67
参考文献 70
3 组织特征及热处理 71
3.1 合金成分对析出相的影响规律 71
3.1.1 合金成分对平衡相的影响 71
3.1.2 合金的组织特征对比分析 77
3.2 合金的组织演变规律 89
3.2.1 γ′相和碳化物回溶 89
3.2.2 晶界碳化物的演变行为 94
3.2.3 碳化物和γ′相的析出 103
3.3 热处理工艺的影响 113
3.3.1 亚固溶热处理性能 113
3.3.2 过固溶热处理组织与性能 118
参考文献 127
4 合金的组织与性能 128
4.1 镁的影响 128
4.2 晶粒度的影响 132
4.2.1 晶粒尺寸对裂纹扩展速率的影响 132
4.2.2 混晶组织的影响 134
4.2.3 裂纹扩展速率与晶粒尺寸的关系 141
4.3 碳化物的影响 146
4.3.1 晶界碳化物对性能的影响 146
4.3.2 晶界碳化物对裂纹扩展的影响规律 153
4.4 强化相的影响 158
4.4.1 γ′相对力学性能的影响 159
4.4.2 γ′相随温度的变化规律 163
4.4.3 组织敏感性分析及控制 166
参考文献 179
5 热变形过程中的再结晶行为 180
5.1 动态再结晶组织演化与控制 180
5.1.1 变形过程中的变形抗力及组织演变 181
5.1.2 热处理对变形组织的影响 190
5.1.3 初始组织为混晶的动态再结晶 200
5.1.4 动态再结晶组织控制 206
5.2 亚动态（静态）再结晶组织演变与控制 208
5.2.1 双道次变形抗力影响规律 209
5.2.2 变形参数对晶粒组织影响规律 219
5.2.3 晶粒组织控制原则 227
5.3 晶粒长大演变及控制 230
5.3.1 变形参数对抗力及晶粒长大的影响 230
5.3.2 晶粒长大规律 238
6 热变形组织控制 241
6.1 热加工温度优化准则 241
6.1.1 最佳热加工温度 241
6.1.2 参数Tγ′和TMC的确定 243
6.2 合金热加工图 247
6.2.1 热加工图的建立 247
6.2.2 热加工图的分析 250
6.3 终锻温度的影响及控制原则 254
6.3.1 接近实际锻造过程的热变形行为 255
6.3.2 终锻温度的控制原则 263
6.4 连续变形条件下再结晶 266
6.4.1 晶粒异常长大的影响因素及本质 266
6.4.2 梯形试样热变形后的组织演化 270
6.4.3 固溶处理对晶粒演化的影响 281
6.5 组织演化模型的构建与验证 287
6.5.1 动态再结晶模型的建立 287
6.5.2 亚动态（静态）再结晶模型的建立 294
6.5.3 晶粒长大模型的建立 296
6.5.4 组织控制模型的验证 299
参考文献 306
7 合金冷变形行为 308
7.1 冷加工过程及硬化理论 308
7.1.1 冷加工硬化理论 308
7.1.2 冷加工硬化机理 309
7.1.3 冷轧后的中间退火热处理 311
7.2 冷加工变形特性 311
7.2.1 室温压缩本构关系 311
7.2.2 冷加工对组织的影响 314
7.3 中间退火对冷变形组织的影响 319
7.3.1 退火工艺对微观组织的影响 319
7.3.2 合金退火再结晶行为 336
7.4 第二道次冷变形的影响 340
7.5 冷拔对组织的影响 345
参考文献 356
8 合金组织稳定性 357
8.1 两标准热处理后长时组织稳定性对比 357
8.2 过固溶标准热处理后长时组织稳定性 366
8.2.1 使用温度范围内时效后组织的演变规律 366
8.2.2 高温下时效后组织的演变规律 378
8.3 亚固溶标准热处理后长时组织稳定性 382
9 涡轮盘的制备工艺及控制原则 395
9.1 直径300mm涡轮盘的制备 395
9.1.1 有限元模型的建立及模拟计算 397
9.1.2 直径300mm涡轮盘的制备工艺及验证 403
9.1.3 涡轮盘最佳固溶温度确定 406
9.2 直径1250mm涡轮盘的制备工艺 413
9.2.1 直径1250mm涡轮盘的模拟计算 413
9.2.2 涡轮盘实际生产工艺分析 416
9.3 直径1380mm进口涡轮盘的解剖分析 424
9.3.1 涡轮盘组织性能分析 424
9.3.2 涡轮盘转速对应力分布的影响 429
9.4 直径1450mm涡轮盘的制备 431
9.4.1 集成式模拟在超大涡轮盘锻造中的应用 431
9.4.2 直径1450mm超大涡轮盘制备 439
参考文献 443
10 服役后涡轮盘的寿命评估 444
10.1 服役6万小时涡轮盘的解剖分析 444
10.1.1 涡轮盘的组织分析 444
10.1.2 涡轮盘的力学性能分析 450
10.2 服役10万小时涡轮盘的组织分析 452
10.3 服役6万小时涡轮盘的剩余力学性能及组织演化 458
10.3.1 650℃不同应力水平下的组织特征 459
10.3.2 700℃不同应力水平下的组织特征 463
10.3.3 732℃/550MPa应力水平下的组织特征 468
10.3.4 760℃不同应力水平下的组织特征 468
10.3.5 815℃不同应力水平下的组织特征 472
10.4 涡轮盘剩余寿命的评估分析 479
10.4.1 Larson-Miller外推法评估涡轮盘的寿命 480
10.4.2 K-D外推法评估涡轮盘的寿命 481
10.4.3 人工神经网络预测涡轮盘的剩余寿命 484
11 叶片制备工艺及失效分析 490
11.1 叶片热加工及组织特征 490
11.1.1 叶片锻造工艺控制原则 490
11.1.2 热加工过程中组织演化 494
11.2 叶片服役失效原因分析 501
11.2.1 叶片服役过程中存在的问题 501
11.2.2 进口动叶片组织性能控制水平评价 512
11.3 典型动叶片失效分析 514
参考文献 536