本文主要研究内容
作者李瑶（2019）在《新型镍基单晶高温合金的组织结构定量表征及性能演变研究》一文中研究指出：镍基单晶高温合金以其优异的高温性能以及组织稳定性,被广泛用做先进航空发动机涡轮叶片的首选材料,其研发与制造水平是衡量国民经济发展和国防安全的国家核心竞争力的重要体现。我国长期依靠经验积累和循环试错的研发模式,往往导致周期较长且成本较高,近年来提出的“材料基因组计划”,基于对大量材料样品进行不同尺度下多种参数的高通量表征,建立材料数据库,不仅能够为材料性能与结构数据库提供数字化数据,而且还能够验证所用理论与模型的正确性,缩短新材料研发周期。因此,研究新型单晶高温合金的组织结构定量表征方法以及成分、组织结构、性能相关关系,不仅能够为工艺和应用研究奠定基础,还可以为建立丰富的材料数据库提供数据支撑。本文采用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)、纳米压痕仪以及持久试验机等设备,通过定量金相表征技术表征γ′相、γ基体、碳化物以及(γ+γ′)共晶的组织参数,结合材料成分分布以及宏、微观力学性能,研究了热处理、W元素对单晶高温合金成分、组织及性能演变规律的影响,并初步建立了单晶高温合金枝晶的三维重构方法,结果表明:1)热处理有效降低了合金的枝晶偏析,对Hf、Ta、W元素影响最大,偏析程度分别降低了167%、28.1%、、12.9%。在γ和γ′相中,Al、Cr、Co、W元素的平均偏析比分别降低了26.12%、16.18%、9.08%、20.91%。而Ta和Re元素的平均偏析比分别增大了21.18%、45.98%。热处理之后,葵花状和光板状的(γ+γ′)共晶组织基本消失;棒状和块状的碳化物分解为小块状或颗粒状,碳化物的含量由0.2%降到0.1%以下;γ′相粒子形貌因子接近√2,平均尺寸约为0.4μm,粒子立方度以及均匀性增加,体积分数接近60%;合金的弹性模量值接近230 GPa,硬度值约为4.5 GPa,热处理对纳米压痕性能没有影响。2)W含量的增加导致铸态合金枝晶干与枝晶间元素偏析程度加剧,以W元素最明显,偏析程度增大了41.2%,热处理后合金元素扩散更加均匀,其中对Re、W影响最大,分别降低10.7%和11.1%;铸态组织中Re和Al向γ相偏析程度分别增加了25%、60%,而Co、Cr元素向γ′相偏析程度增加了约20%,W元素分配比基本保持不变;经过热处理后,Re、Al和Co向γ相偏析状况基本保持不变,W元素在γ相中的偏析增大了85%。随着W含量的增加,合金的一次枝晶间距减少17.68μm,(γ+γ′)共晶组织含量增大1.5倍,热处理后仍有少量光板状(γ+γ′)共晶,W含量的增加对碳化物的形貌以及含量影响较小,对γ通道宽度几乎没有影响;γ′相体积分数提高10%,γ′相粒子的尺寸(0.44μm)、均匀性以及立方度均有所增加,W元素对微区纳米压痕性能影响较小。3)持久实验后,两种合金的组织均发生筏化,W含量高的合金筏形化完整程度更接近1,且拓扑反转系数大于1,γ′相取代γ相成为连续相,W元素促进了合金筏排化进程。析出的TCP相含量约1%,且以颗粒状居多,对合金性能影响较小,位错攀移机制导致的蠕变速率降低以及W元素的引起的固溶强化,使W含量高的合金在1037°C、173 MPa/200 MPa/220 MPa条件下具有良好的持久性能,在220MPa条件下仍具有63.33h的持久寿命,但合金的延伸率与断面收缩率均有所减小。4)利用连续切片技术重构出两种W含量不同的合金枝晶的三维形貌,阐述了连续切片的详细步骤以及实验参数,同时对后期图像处理及三维重构进行了说明。
Abstract
nie ji chan jing gao wen ge jin yi ji you yi de gao wen xing neng yi ji zu zhi wen ding xing ,bei an fan yong zuo xian jin hang kong fa dong ji guo lun xie pian de shou shua cai liao ,ji yan fa yu zhi zao shui ping shi heng liang guo min jing ji fa zhan he guo fang an quan de guo jia he xin jing zheng li de chong yao ti xian 。wo guo chang ji yi kao jing yan ji lei he xun huan shi cuo de yan fa mo shi ,wang wang dao zhi zhou ji jiao chang ju cheng ben jiao gao ,jin nian lai di chu de “cai liao ji yin zu ji hua ”,ji yu dui da liang cai liao yang pin jin hang bu tong che du xia duo chong can shu de gao tong liang biao zheng ,jian li cai liao shu ju ku ,bu jin neng gou wei cai liao xing neng yu jie gou shu ju ku di gong shu zi hua shu ju ,er ju hai neng gou yan zheng suo yong li lun yu mo xing de zheng que xing ,su duan xin cai liao yan fa zhou ji 。yin ci ,yan jiu xin xing chan jing gao wen ge jin de zu zhi jie gou ding liang biao zheng fang fa yi ji cheng fen 、zu zhi jie gou 、xing neng xiang guan guan ji ,bu jin neng gou wei gong yi he ying yong yan jiu dian ding ji chu ,hai ke yi wei jian li feng fu de cai liao shu ju ku di gong shu ju zhi cheng 。ben wen cai yong jin xiang xian wei jing 、sao miao dian jing (SEM)、dian zi tan zhen (EPMA)、na mi ya hen yi yi ji chi jiu shi yan ji deng she bei ,tong guo ding liang jin xiang biao zheng ji shu biao zheng γ′xiang 、γji ti 、tan hua wu yi ji (γ+γ′)gong jing de zu zhi can shu ,jie ge cai liao cheng fen fen bu yi ji hong 、wei guan li xue xing neng ,yan jiu le re chu li 、Wyuan su dui chan jing gao wen ge jin cheng fen 、zu zhi ji xing neng yan bian gui lv de ying xiang ,bing chu bu jian li le chan jing gao wen ge jin zhi jing de san wei chong gou fang fa ,jie guo biao ming :1)re chu li you xiao jiang di le ge jin de zhi jing pian xi ,dui Hf、Ta、Wyuan su ying xiang zui da ,pian xi cheng du fen bie jiang di le 167%、28.1%、、12.9%。zai γhe γ′xiang zhong ,Al、Cr、Co、Wyuan su de ping jun pian xi bi fen bie jiang di le 26.12%、16.18%、9.08%、20.91%。er Tahe Reyuan su de ping jun pian xi bi fen bie zeng da le 21.18%、45.98%。re chu li zhi hou ,kui hua zhuang he guang ban zhuang de (γ+γ′)gong jing zu zhi ji ben xiao shi ;bang zhuang he kuai zhuang de tan hua wu fen jie wei xiao kuai zhuang huo ke li zhuang ,tan hua wu de han liang you 0.2%jiang dao 0.1%yi xia ;γ′xiang li zi xing mao yin zi jie jin √2,ping jun che cun yao wei 0.4μm,li zi li fang du yi ji jun yun xing zeng jia ,ti ji fen shu jie jin 60%;ge jin de dan xing mo liang zhi jie jin 230 GPa,ying du zhi yao wei 4.5 GPa,re chu li dui na mi ya hen xing neng mei you ying xiang 。2)Whan liang de zeng jia dao zhi zhu tai ge jin zhi jing gan yu zhi jing jian yuan su pian xi cheng du jia ju ,yi Wyuan su zui ming xian ,pian xi cheng du zeng da le 41.2%,re chu li hou ge jin yuan su kuo san geng jia jun yun ,ji zhong dui Re、Wying xiang zui da ,fen bie jiang di 10.7%he 11.1%;zhu tai zu zhi zhong Rehe Alxiang γxiang pian xi cheng du fen bie zeng jia le 25%、60%,er Co、Cryuan su xiang γ′xiang pian xi cheng du zeng jia le yao 20%,Wyuan su fen pei bi ji ben bao chi bu bian ;jing guo re chu li hou ,Re、Alhe Coxiang γxiang pian xi zhuang kuang ji ben bao chi bu bian ,Wyuan su zai γxiang zhong de pian xi zeng da le 85%。sui zhao Whan liang de zeng jia ,ge jin de yi ci zhi jing jian ju jian shao 17.68μm,(γ+γ′)gong jing zu zhi han liang zeng da 1.5bei ,re chu li hou reng you shao liang guang ban zhuang (γ+γ′)gong jing ,Whan liang de zeng jia dui tan hua wu de xing mao yi ji han liang ying xiang jiao xiao ,dui γtong dao kuan du ji hu mei you ying xiang ;γ′xiang ti ji fen shu di gao 10%,γ′xiang li zi de che cun (0.44μm)、jun yun xing yi ji li fang du jun you suo zeng jia ,Wyuan su dui wei ou na mi ya hen xing neng ying xiang jiao xiao 。3)chi jiu shi yan hou ,liang chong ge jin de zu zhi jun fa sheng fa hua ,Whan liang gao de ge jin fa xing hua wan zheng cheng du geng jie jin 1,ju ta pu fan zhuai ji shu da yu 1,γ′xiang qu dai γxiang cheng wei lian xu xiang ,Wyuan su cu jin le ge jin fa pai hua jin cheng 。xi chu de TCPxiang han liang yao 1%,ju yi ke li zhuang ju duo ,dui ge jin xing neng ying xiang jiao xiao ,wei cuo pan yi ji zhi dao zhi de ru bian su lv jiang di yi ji Wyuan su de yin qi de gu rong jiang hua ,shi Whan liang gao de ge jin zai 1037°C、173 MPa/200 MPa/220 MPatiao jian xia ju you liang hao de chi jiu xing neng ,zai 220MPatiao jian xia reng ju you 63.33hde chi jiu shou ming ,dan ge jin de yan shen lv yu duan mian shou su lv jun you suo jian xiao 。4)li yong lian xu qie pian ji shu chong gou chu liang chong Whan liang bu tong de ge jin zhi jing de san wei xing mao ,chan shu le lian xu qie pian de xiang xi bu zhou yi ji shi yan can shu ,tong shi dui hou ji tu xiang chu li ji san wei chong gou jin hang le shui ming 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自中北大学的李瑶，发表于刊物中北大学2019-07-04论文，是一篇关于单晶高温合金论文,元素论文,热处理论文,组织结构论文,三维重构论文,中北大学2019-07-04论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自中北大学2019-07-04论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。