渦輪葉片作為航空發(fā)動機的關(guān)鍵部件,較高的服役溫度和復雜的應力考驗使得其成為工況最為惡劣的熱端部件。隨著航空發(fā)動機不斷提高推重比,渦輪葉片的工作溫度和載荷不斷提高,高性能定向凝固渦輪葉片的制造已成為航空發(fā)動機發(fā)展的核心技術(shù)。因此研究定向渦輪葉片的制備、組織優(yōu)化工藝具有重要的實用意義。本課題針對一種新型鎳基定向凝固高溫合金,采用高速凝固法(HRS)制備定向渦輪葉片。主要研究了制備過程中關(guān)鍵工藝參數(shù)對葉片組織的影響,分析研究了葉片在凝固過程中各階段組織的演變,觀察分析了葉片鑄態(tài)組織中的枝晶偏析和縮松缺陷,此外也研究了葉片組織的熱處理工藝優(yōu)化及對力學性能的影響。研究結(jié)果如下:對于所試驗的新型定向高溫合金和所制作的渦輪葉片,抽拉速度過慢或過快都使得葉片晶體偏離主應力軸;過慢易造成斷晶,過快易導致雜晶。隨著抽拉速度的提高,葉片一次枝晶間距和二次枝晶間距減小,共晶含量先減少后增多,γ′強化相尺寸減小。隨著型殼保溫溫度的提高,葉身晶體數(shù)目增多,一次枝晶間距、二次枝晶間距和γ′強化相尺寸均減小,共晶含量降低。引晶段隨著固液界面的推進,晶體數(shù)目減少,取向得到一定優(yōu)化,一次枝晶間距逐漸增大。自下而上,葉根處...

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1模鑄造工藝流程

圖1.1模鑄造工藝流程[41]Fig.1.1Themainprocessofinvestmentcasting[41]定向凝固技術(shù)20世紀50年代以前，渦輪葉片是通過熔模鑄造制備的等軸晶葉片過程中往往沿著垂直于主應力軸的橫向晶界處產(chǎn)生裂紋源致使葉片固技術(shù)的....

圖1.2高凝固法示意圖

圖1.2高凝固法示意圖.1.2Theschematicdiagramofhighratesolidificationmeth外又發(fā)明了一些定向凝固技術(shù)，如德國的液態(tài)金屬氣體冷卻法（GCC法）[47]。LMC法結(jié)構(gòu)過于復CC法由于用氣體冷卻，其氣體流動的....

圖1.3雜晶組織貌圖

基合金DZ125-X定向凝固渦輪葉片的組織研究與工藝優(yōu)增大，因此，在較高的抽拉速度和溫度梯度偏成雜晶；D.Ma等人[58]研究發(fā)現(xiàn)在對稱鑄件定向式以及在爐體中的位置不同造成對稱兩側(cè)加熱和容易產(chǎn)生雜晶；張宏琦等人[59]研究了抽拉速度，隨著抽拉速度和變截面尺寸的增大，變截面邊....

圖1.4定向葉片中雀斑缺陷[61]

江蘇大學碩士學位論文凝固試樣發(fā)現(xiàn)，隨著抽拉速度的提高，元素偏析程度Co、W和偏析于枝晶間的元素Al、Ta的偏析系數(shù)均的偏析系數(shù)接近1，幾乎不發(fā)生偏析，且不隨抽拉速出抽拉速率從40μm/s增大到110μm/s，元素枝晶偏上這種現(xiàn)象的原因可能是由于凝....

本文編號：4001015