本文關(guān)鍵詞：鎳基高溫合金粉末組織結(jié)構(gòu)分析及性能研究

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【摘要】：鎳基高溫合金粉末是粉末冶金方法制備航空發(fā)動機渦輪盤的原材料。粉末高溫合金中常見的缺陷包括夾雜物、熱誘導(dǎo)孔洞和原始顆粒邊界等,這些缺陷的存在會顯著降低粉末高溫合金渦輪盤的力學(xué)性能和加工性能,因此嚴重束縛了粉末高溫合金的發(fā)展和應(yīng)用。而高溫合金中的這些缺陷都與原始合金粉末的形貌、結(jié)構(gòu)、氣體和雜質(zhì)含量等有直接關(guān)系。本論文主要研究了幾種高溫合金粉末的結(jié)構(gòu)和性能特點,為改善粉末高溫合金組織和性能提供依據(jù)。實驗選用XXX研究院氬氣和氮氣霧化高溫合金粉末。分析了粉末中的孔洞缺陷(包括粉末中的空心粉以及凝固縮孔縮松)及粉末中孔洞隨粉末粒度的變化情況以及霧化介質(zhì)對粉末中細微孔洞的影響;研究了粉末的形貌及組織以及霧化介質(zhì)對粉末表面組織和粉末形貌的影響,并表征了粉末的凝固參數(shù);此外,論文同時研究了在Ni膜中包埋Ni基合金粉末的電鍍工藝,為后續(xù)粉末透射電鏡(TEM)樣品制備提供新的方法。論文主要研究結(jié)果如下:(1)氬氣霧化鎳基高溫合金SY02粉末球形度較好,只有少量的包覆黏結(jié)粉與衛(wèi)星粉。隨著粉末粒度的減小,冷卻速率增大,粉末內(nèi)部的氣孔、縮松明顯變少且尺寸減小;粉末表面和內(nèi)部主要為樹枝晶和胞狀晶組織,但隨著粉末粒度的減小,組織由樹枝晶向胞狀晶轉(zhuǎn)變;粉末基體組織由鎳基體為主,塊狀碳化物相在晶界和晶內(nèi)析出;隨著粉末粒度的減小,基體γ相點陣常數(shù)增大;顯微硬度上升。(2)氮氣霧化SY07和SY08粉末的球形度均不如氬氣霧化SY02粉末,非球形粉末主要包括衛(wèi)星式黏結(jié)、包覆黏結(jié)、結(jié)疤式黏結(jié)、突起狀黏結(jié)、彗星時黏結(jié),以及存在的一些殘缺粉末顆粒。但是,相比氬氣霧化粉末,粉末中的孔洞數(shù)量更少,粉末致密度較氬氣霧化的SY02粉末大大提高。研究表明,氮氣霧化的SY07粉末的冷速最快,氮氣霧化的SY08粉末冷速其次,最后是氬氣霧化粉末SY02,冷速越快,粉末的樹枝晶的二次枝晶軸間距越細小。隨著粉末粒度減小,粉末基體相晶格常數(shù)增大,并且顯微硬度也隨之增加。(3)研究了復(fù)合電鍍法制備包埋Ni基高溫合金粉末的Ni膜制備工藝,包括電流密度、電鍍時間對鍍層致密度和厚度的影響,發(fā)現(xiàn)采用1A/dm2電流密度,電鍍時間210min,可包覆-425目(小于32μm)的高溫合金粉末;1A/dm2電流密度,電鍍時間480min,可包覆-200~+250目高溫合金粉末。最后成功地獲得了高致密度Ni包埋薄膜,為下一步高溫合金粉末的TEM制樣打下了基礎(chǔ)。(4)利用快淬工藝制備了高溫合金薄帶,采用50m/s的高輥速,得到的仍是晶態(tài)合金,快淬高溫合金薄帶中出現(xiàn)了織構(gòu)�？齑銕Р牡娘@微維氏硬度為654HV,與細粒度氬氣霧化粉末SY02較接近。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TF122

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本文編號：1200228