镍基高温合金K35表面晶粒细化工艺的研究

论文摘要

本文以K35镍基高温合金为研究对象,通过调整铝酸钴细化剂的配比及颗粒度来研究其表面晶粒细化效果,其目的是获得较好的表面晶粒度,提高燃气轮机涡轮精铸叶片的综合性能。本试验采用氧化钴和刚玉粉混合烧制了不同氧化钴含量及不同颗粒度的铝酸钴细化剂,并且以硅溶胶加全细化剂作为面层和硅溶胶加白刚玉粉作为第二层制备了氧化物陶瓷型壳。研究发现铝酸钴细化剂中的氧化钴含量并非越高越好,当氧化钴含量为5%-15%的时候,能够获得良好的表面细化效果。对于不同颗粒度的铝酸钴细化剂而言,随着细化剂颗粒度的减小,其表面细化效果变得越好。通过美国MASON公司产的含氧化钴5%的细化剂COBALT ALUMINATE 6330与本试验所使用的含氧化钴5%的细化剂的比较,我们发现,二者的晶粒细化效果非常接近,且本试验所用细化剂的细化效果要略好于MASON公司的细化剂。通过观察断面组织,我们发现由于表面细化剂的作用,在断面边缘获得了细小的枝晶,而断面心部则几乎没有受到影响,仍为粗大的等轴晶。硬度测试的结果表明随着试样表面晶粒平均尺寸的减小,硬度值不断增大,我们根据试验结果拟合出了其二者之间的定量关系。在900的高温拉伸试验中,我们发现采用固溶处理、中间处理和时效处理的热处理工艺后,细化试样的抗拉强度高于未细化试样,且细化试样的延伸率超过未细化试样。°C

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题意义
• 1.2 高温合金的发展概况
• 1.2.1 国外高温合金的发展概况
• 1.2.2 我国高温合金的发展概况
• 1.3 高温合金晶粒细化的特点及其发展
• 1.4 存在的问题及本论文主要研究内容
• 第2章 细化剂涂料的配制及试件浇注
• 2.1 引言
• 2.2 细化剂粉料的制备
• 2.2.1 混粉
• 2.2.2 焙烧
• 2.2.3 球磨
• 2.3 型壳制备与涂层涂挂
• 2.3.1 蜡模试件制作
• 2.3.2 粘结剂与涂层涂料
• 2.3.3 型壳涂挂
• 2.4 型壳的焙烧
• 2.5 合金的真空浇注
• 2.5.1 熔炼浇注设备
• 2.5.2 型壳预热与合金浇注
• 2.6 本章小结
• 第3章 晶粒度测定及其细化效果分析
• 3.1 晶粒度测定方法
• 3.2 表面晶粒度的测量及其结果分析
• 3.2.1 不同氧化钴含量的晶粒细化效果
• 3.2.2 不同颗粒度细化剂的细化效果
• 3.2.3 国外细化剂的细化效果
• 3.3 断面组织及其分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 晶粒度与铸件性能
• 4.1 晶粒度对硬度的影响
• 4.2 高温拉伸试验及其性能分析
• 4.2.1 拉伸试样热处理工艺
• 4.2.2 试验及其结果分析
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢