本文關鍵詞：噴射成形LSHR合金組織及長期時效穩(wěn)定性研究

  更多相關文章： 噴射成形高溫合金 原始顆粒邊界 長期時效 穩(wěn)定性 σ相 η相

【摘要】：本文結合噴射成形工藝特點,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、消除和長期時效形核機理。對合金進行高溫拉伸實驗,利用SEM、XRD和TEM等分析手段,探討了合金在長期時效過程組織力學性能穩(wěn)定性及其作用機理。利用JmatPro熱力學相圖軟件,計算出噴射成形LSHR合金平衡態(tài)析出相主要為γ、Y'相、MC、M23C6、M3B2,經過長期使用或熱暴露后,合金有析出σ和μ相的趨勢。沿徑向沉積坯從軸線中心到外緣組織逐漸細化,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)。對合金組織中的PPB進行成分分析,利用掃描電鏡配合熱力學相圖,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,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,但造成了晶界強度的弱化。而不經高溫固溶處理,在704℃下長期時效,晶界碳化物粗化,合金中PPB數(shù)量有所增加,無TCP相析出；對于合金組織中無PPB的部位,經1200h時效,無明顯PPB和TCP相生成,在704℃下組織具有較好的穩(wěn)定性。合金長期時效發(fā)生了Y(過飽和)→γ(平衡)+y'+MC轉變,導致碳化物、γ'強化相尺寸和數(shù)量的增加,是晶界粗化和PPB數(shù)量增加的重要原因。經1140℃ ×2h(油冷)+815℃×8h標準熱處理后,在750℃下長期時效,對時效時間分別為0h/200h/500h/800h/1200h的合金組織和力學性能進行分析。隨時效時間增加,合金晶粒尺寸基本不變,晶界上的碳化物由非連續(xù)分布轉變成連續(xù)鏈狀分布,晶內碳化物彌散析出且數(shù)量增加。γ'粗化,由球形演變?yōu)榉叫?體積分數(shù)增加,γ/γ'錯配度增大。時效過程中γ'大量析出,造成Y基體Cr、Co、Mo過剩而進入σ相區(qū)析出σ相；而較大的γ/γ'兩相共格應力使得γ'穩(wěn)定性變差,分裂的同時析出1η相。當時效1200h時,η相和σ相呈細針狀或板條狀大量分布,是導致合金高溫強塑性急劇下降的重要原因。
【關鍵詞】：噴射成形高溫合金 原始顆粒邊界 長期時效 穩(wěn)定性 σ相 η相
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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 高溫合金的強化機制12-13
• 1.1.3 高溫合金的熱處理13-14
• 1.1.4 高溫合金的長期時效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 噴射成形技術簡介19-22
• 1.3.1 噴射成形技術的基本原理及特點19-21
• 1.3.2 噴射成形高溫合金的研究進展21-22
• 1.4 本課題的研究意義及內容22-23
• 第2章 實驗材料及方法23-26
• 2.1 實驗材料23
• 2.2 熱處理實驗23-24
• 2.3 材料組織結構觀察24-25
• 2.3.1 致密度分析24
• 2.3.2 光學顯微鏡組織觀察24
• 2.3.3 掃描電鏡組織觀察24-25
• 2.3.4 XRD實驗及錯配度的計算25
• 2.3.5 透射電鏡觀察25
• 2.4 材料力學性能實驗25-26
• 2.4.1 硬度測試25
• 2.4.2 高溫拉伸實驗25-26
• 第3章 噴射成形LSHR合金的熱力學相圖模擬及沉積態(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PPB的影響39-42
• 4.3 時效時間對PPB析出的影響42-45
• 4.4 小結45-46
• 第5章 噴射成形LSHR合金的長期時效穩(wěn)定性46-65
• 5.1 標準熱處理后的組織特征46-50
• 5.2 γ/γ'兩相錯配度計算和演變50-52
• 5.3 時效時間對γ'的影響52-55
• 5.4 長期時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 析出相的標定及形成原因57-60
• 5.5 長期時效時間對合金力學性能的影響60-63
• 5.5.1 時效時間對合金室溫硬度的影響60
• 5.5.2 時效時間對合金高溫拉伸性能的影響60-63
• 5.6 小結63-65
• 結論65-67
• 致謝67-68
• 參考文獻68-75
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及科研成果75

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1 汪敏,蔡莉;噴射成形——第4屆國際研討會[J];國外金屬熱處理;2001年05期

2 霍光;謝明;鄧德國;符世繼;陳力;陳江;;噴射成形制造工藝[J];金屬成形工藝;2002年06期

3 康福偉,孫劍飛,沈軍,李慶春;噴射成形工藝的發(fā)展及應用[J];稀有金屬;2004年02期

4 章靖國;;中德噴射成形新材料研討會在京召開[J];理化檢驗(物理分冊);2005年12期

5 章靖國;;2006噴射成形國際會議簡介(1)——噴射成形快速原型技術[J];理化檢驗(物理分冊);2007年03期

6 劉宏偉;張龍;王建江;杜心康;;噴射成形工藝與理論研究進展[J];兵器材料科學與工程;2007年03期

7 張勇;張國慶;李周;李正棟;袁華;許文勇;姚瑞平;田世藩;;噴射成形工藝過程數(shù)值計算的研究進展[J];材料導報;2007年09期

8 樊文軍;張胤;;噴射成形沉積坯外形生長過程的數(shù)值模擬[J];內蒙古科技大學學報;2007年03期

9 張胤;賀友多;樊俊飛;任三兵;;金屬噴射成形過程的數(shù)學模型[J];過程工程學報;2008年S1期

10 霍光;匡星;況春江;鄧德國;;噴射成形工藝的理論研究進展[J];粉末冶金技術;2008年05期

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1 霍光;謝明;鄧德國;符世繼;陳立;陳江;;噴射成形過程研究進展[A];2002年十一省、區(qū)、市機械工程學術年會暨云南省機械工程學會第六屆學術年會論文集[C];2002年

2 霍光;匡星;況春江;鄧德國;;噴射成形工藝的理論與模型[A];2007中國鋼鐵年會論文集[C];2007年

3 張胤;賀友多;樊俊飛;任三兵;;金屬噴射成形過程的數(shù)學模型[A];2008年全國冶金物理化學學術會議論文集[C];2008年

4 張云松;張胤;樊文軍;;雙噴嘴噴射成形柱狀坯生長過程模擬[A];第十二屆冶金反應工程學術會議論文集[C];2008年

5 王永斌;張胤;;噴射成形沉積坯顯微結構的研究[A];第十三屆（2009年）冶金反應工程學會議論文集[C];2009年

6 趙九洲;劉東明;王曉峰;王江濤;;噴射成形的計算機模擬與高強鋁合金的制備[A];第五屆海峽兩岸粉末冶金技術研討會論文集[C];2004年

7 樊文軍;張胤;;噴射成形沉積坯凝固過程和溫度場的數(shù)值模擬[A];第十二屆冶金反應工程學術會議論文集[C];2008年

8 樊文軍;張胤;張云松;;雙噴嘴噴射成形柱狀坯傳熱過程模擬[A];第十三屆（2009年）冶金反應工程學會議論文集[C];2009年

9 朱寶宏;熊柏青;張永安;劉紅偉;石力開;;噴射成形Al-8.5Fe-1.1V-1.9Si耐熱鋁合金的組織演變及性能分析[A];第九屆材料科學與合金加工學術會議�？撐募痆C];2004年

10 張勇;張國慶;李周;袁華;許文勇;劉娜;高正江;王孝平;;雙掃描噴射成形工模具鋼工藝及性能研究[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

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1 王石;全國首部噴射成形鋁合金企業(yè)標準在鎮(zhèn)江出臺[N];中國有色金屬報;2009年

2 聶偉;鎮(zhèn)江制定首部噴射成形產品標準[N];新華日報;2009年

3 金國其;國內首部噴射成形產品標準出臺[N];中國工業(yè)報;2010年

4 盧曰楊　張建憲 余寬平;全國首部噴射成形鋁合金企業(yè)標準制定[N];鎮(zhèn)江日報;2009年

5 本報記者 張建憲　通訊員 孫文麗;打造噴射成形合金“中國夢”[N];中國有色金屬報;2013年

6 ;噴射成形高硅鋁合金實現(xiàn)產業(yè)化[N];中國技術市場報;2011年

7 冶佩;復合軋輥制造新技術——噴射成形（二）[N];中國冶金報;2003年

8 張建憲;噴射成形高硅鋁合金填補國內空白[N];中國有色金屬報;2011年

9 冶佩;復合軋輥制造新技術——噴射成形（三）[N];中國冶金報;2003年

10 冶佩;復合軋輥制造新技術—噴射成形（五）[N];中國冶金報;2003年

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1 尹貽彬;噴射成形7000系鋁合金沉積坯孔隙及其在后處理中的演變研究[D];北京有色金屬研究總院;2015年

2 盧林;噴射成形含鈮M3型高速鋼組織性能優(yōu)化與應用研究[D];北京科技大學;2016年

3 霍光;噴射成形組織形成與棒坯形狀的模擬研究[D];昆明理工大學;2006年

4 張金祥;噴射成形新型熱作模具鋼的組織與性能研究[D];北京科技大學;2015年

5 劉敬福;噴射成形高錳ZA35合金的制備和性能[D];沈陽工業(yè)大學;2008年

6 顏飛;噴射成形高合金Vanadis4冷作模具鋼的組織與性能研究[D];上海交通大學;2007年

7 徐軼;噴射成形FGH4095高溫合金及9V高速鋼組織性能研究[D];西南交通大學;2012年

8 王和斌;噴射成形M3型高速鋼碳化物演變規(guī)律及機理研究[D];北京科技大學;2015年

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1 樊文軍;噴射成形沉積坯生長過程數(shù)值模擬和組織預測[D];內蒙古科技大學;2007年

2 錢緒;噴射成形7055鋁合金MIG焊焊接性及焊接工藝研究[D];江蘇理工學院;2015年

3 吳超超;噴射成形CPM9V高速鋼熱加工行為及有限元預測[D];西南交通大學;2016年

4 王鵬建;噴射成形7055鋁合金CO_2激光焊組織與性能研究[D];蘭州理工大學;2016年

5 郭磊;噴射成形LSHR合金組織及長期時效穩(wěn)定性研究[D];西南交通大學;2016年

6 祝令狀;噴射成形7055鋁合金熱變形行為研究[D];江蘇大學;2016年

7 趙文軍;擺動霧化噴射成形過程及鎂合金沉積組織分析[D];哈爾濱工業(yè)大學;2007年

8 張云松;噴射成形柱狀坯生長及傳熱過程研究[D];內蒙古科技大學;2008年

9 石永正;雙噴嘴多層噴射成形錠坯形狀模擬的研究[D];南京航空航天大學;2008年

10 王輝;噴射成形靜電霧化技術的研究[D];沈陽工業(yè)大學;2010年

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本文編號：1131135