本文關(guān)鍵詞：噴射成形LSHR合金組織及長(zhǎng)期時(shí)效穩(wěn)定性研究

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【摘要】：本文結(jié)合噴射成形工藝特點(diǎn),分析了LSHR合金沉積坯不同部位的組織特征,研究了合金沉積坯近邊緣區(qū)域的原始顆粒邊界形成、消除和長(zhǎng)期時(shí)效形核機(jī)理。對(duì)合金進(jìn)行高溫拉伸實(shí)驗(yàn),利用SEM、XRD和TEM等分析手段,探討了合金在長(zhǎng)期時(shí)效過程組織力學(xué)性能穩(wěn)定性及其作用機(jī)理。利用JmatPro熱力學(xué)相圖軟件,計(jì)算出噴射成形LSHR合金平衡態(tài)析出相主要為γ、Y'相、MC、M23C6、M3B2,經(jīng)過長(zhǎng)期使用或熱暴露后,合金有析出σ和μ相的趨勢(shì)。沿徑向沉積坯從軸線中心到外緣組織逐漸細(xì)化,疏松夾雜增加,致密度降低。沉積中心區(qū)域合金組織為細(xì)小均勻等軸晶；近邊緣區(qū)域存在明顯的沉積流線和一定數(shù)量的原始顆粒邊界(PPB)。對(duì)合金組織中的PPB進(jìn)行成分分析,利用掃描電鏡配合熱力學(xué)相圖,確定合金PPB主要由M23C6型碳化物、大尺寸γ'相和少量的碳氮化物組成,無明顯的氧化物存在。說明噴射成形LSHR合金中的PPB形成與合金增氧無關(guān),而是噴射成形過程中液滴過快凝固和近邊緣區(qū)域液相含量不足、結(jié)晶潛熱能量過低所致。高溫固溶處理后,溶解了大尺寸γ'相和M23C6,能夠消除PPB,但造成了晶界強(qiáng)度的弱化。而不經(jīng)高溫固溶處理,在704℃下長(zhǎng)期時(shí)效,晶界碳化物粗化,合金中PPB數(shù)量有所增加,無TCP相析出；對(duì)于合金組織中無PPB的部位,經(jīng)1200h時(shí)效,無明顯PPB和TCP相生成,在704℃下組織具有較好的穩(wěn)定性。合金長(zhǎng)期時(shí)效發(fā)生了Y(過飽和)→γ(平衡)+y'+MC轉(zhuǎn)變,導(dǎo)致碳化物、γ'強(qiáng)化相尺寸和數(shù)量的增加,是晶界粗化和PPB數(shù)量增加的重要原因。經(jīng)1140℃ ×2h(油冷)+815℃×8h標(biāo)準(zhǔn)熱處理后,在750℃下長(zhǎng)期時(shí)效,對(duì)時(shí)效時(shí)間分別為0h/200h/500h/800h/1200h的合金組織和力學(xué)性能進(jìn)行分析。隨時(shí)效時(shí)間增加,合金晶粒尺寸基本不變,晶界上的碳化物由非連續(xù)分布轉(zhuǎn)變成連續(xù)鏈狀分布,晶內(nèi)碳化物彌散析出且數(shù)量增加。γ'粗化,由球形演變?yōu)榉叫?體積分?jǐn)?shù)增加,γ/γ'錯(cuò)配度增大。時(shí)效過程中γ'大量析出,造成Y基體Cr、Co、Mo過剩而進(jìn)入σ相區(qū)析出σ相；而較大的γ/γ'兩相共格應(yīng)力使得γ'穩(wěn)定性變差,分裂的同時(shí)析出1η相。當(dāng)時(shí)效1200h時(shí),η相和σ相呈細(xì)針狀或板條狀大量分布,是導(dǎo)致合金高溫強(qiáng)塑性急劇下降的重要原因。
【關(guān)鍵詞】：噴射成形高溫合金 原始顆粒邊界 長(zhǎng)期時(shí)效 穩(wěn)定性 σ相 η相
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG132.3;TG156.92
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-23
• 1.1 高溫合金概述11-15
• 1.1.1 高溫合金的相組成11-12
• 1.1.2 高溫合金的強(qiáng)化機(jī)制12-13
• 1.1.3 高溫合金的熱處理13-14
• 1.1.4 高溫合金的長(zhǎng)期時(shí)效14-15
• 1.2 粉末高溫合金15-19
• 1.2.1 粉末高溫合金的發(fā)展現(xiàn)狀15-17
• 1.2.2 高溫合金粉末的制備17-18
• 1.2.3 粉末高溫合金的缺陷18-19
• 1.3 噴射成形技術(shù)簡(jiǎn)介19-22
• 1.3.1 噴射成形技術(shù)的基本原理及特點(diǎn)19-21
• 1.3.2 噴射成形高溫合金的研究進(jìn)展21-22
• 1.4 本課題的研究意義及內(nèi)容22-23
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料及方法23-26
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料23
• 2.2 熱處理實(shí)驗(yàn)23-24
• 2.3 材料組織結(jié)構(gòu)觀察24-25
• 2.3.1 致密度分析24
• 2.3.2 光學(xué)顯微鏡組織觀察24
• 2.3.3 掃描電鏡組織觀察24-25
• 2.3.4 XRD實(shí)驗(yàn)及錯(cuò)配度的計(jì)算25
• 2.3.5 透射電鏡觀察25
• 2.4 材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)25-26
• 2.4.1 硬度測(cè)試25
• 2.4.2 高溫拉伸實(shí)驗(yàn)25-26
• 第3章 噴射成形LSHR合金的熱力學(xué)相圖模擬及沉積態(tài)組織分析26-38
• 3.1 噴射成形LSHR合金析出相熱力學(xué)分析26-30
• 3.1.1 噴射成形LSHR合金的主要析出相26-28
• 3.1.2 合金中碳化物行為28-30
• 3.2 噴射成形LSHR合金沉積態(tài)組織分析30-36
• 3.2.1 合金徑向方向的致密度和宏觀缺陷32-33
• 3.2.2 合金沉積坯徑向致密度和顯微組織33-36
• 3.3 小結(jié)36-38
• 第4章 噴射成形LSHR的原始顆粒邊界38-46
• 4.1 噴射成形LSHR合金沉積坯中的PPB38-39
• 4.1.1 PPB形貌特征38-39
• 4.1.2 PPB成分組成39
• 4.2 高溫固溶對(duì)PPB的影響39-42
• 4.3 時(shí)效時(shí)間對(duì)PPB析出的影響42-45
• 4.4 小結(jié)45-46
• 第5章 噴射成形LSHR合金的長(zhǎng)期時(shí)效穩(wěn)定性46-65
• 5.1 標(biāo)準(zhǔn)熱處理后的組織特征46-50
• 5.2 γ/γ'兩相錯(cuò)配度計(jì)算和演變50-52
• 5.3 時(shí)效時(shí)間對(duì)γ'的影響52-55
• 5.4 長(zhǎng)期時(shí)效過程中析出相的行為及鑒定55-60
• 5.4.1 面掃描分析55-57
• 5.4.2 析出相的標(biāo)定及形成原因57-60
• 5.5 長(zhǎng)期時(shí)效時(shí)間對(duì)合金力學(xué)性能的影響60-63
• 5.5.1 時(shí)效時(shí)間對(duì)合金室溫硬度的影響60
• 5.5.2 時(shí)效時(shí)間對(duì)合金高溫拉伸性能的影響60-63
• 5.6 小結(jié)63-65
• 結(jié)論65-67
• 致謝67-68
• 參考文獻(xiàn)68-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果75

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