【摘要】：DZ483合金是第一代定向凝固鎳基高溫合金,主要應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)中。由于合金在定向凝固過程會(huì)造成枝晶偏析,這就要求對(duì)合金進(jìn)行合理的熱處理來改善合金的組織及力學(xué)性能。近幾十年來,磁場熱處理技術(shù)得到廣泛的關(guān)注,尤其是磁場下鐵磁性合金的熱處理研究取得了豐碩的成果。目前,人們對(duì)磁場下非鐵磁性合金固態(tài)相變行為的研究非常有限。因此,本文以非鐵磁性材料DZ483鎳基高溫合金為研究對(duì)象,分別研究靜磁場和交變磁場對(duì)DZ483合金固態(tài)相變行為及力學(xué)性能的影響。同時(shí),探討磁場作用下合金元素Al,Cr在Ni中的擴(kuò)散行為。采用靜磁場研究DZ483合金固態(tài)相變行為。研究發(fā)現(xiàn),磁場熱處理使合金中γ′相尺寸略有減小,抑制γ′相由球形轉(zhuǎn)為立方形。延長時(shí)效時(shí)間,磁場時(shí)效處理使枝晶間γ′相呈頂角鈍化的立方形析出,而無磁場時(shí)效處理使枝晶間γ′相呈筏化組織。磁場能抑制γ′相的主要形成元素Al,Ti的擴(kuò)散,從而降低γ′相的長大速率,使γ′相尺寸略有減小。無磁場長期時(shí)效處理使偏析較為嚴(yán)重的枝晶間區(qū)域得到充分?jǐn)U散,促進(jìn)γ′相長大,并且在共晶組織附近γ′相排列緊密從而使兩相之間產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,形成筏化組織。而施加磁場使合金中部分合金元素的擴(kuò)散受到抑制,從而降低γ′相的長大速率。因此,磁場時(shí)效處理后枝晶間并沒有發(fā)現(xiàn)筏化組織。對(duì)磁場熱處理后的DZ483合金進(jìn)行力學(xué)性能分析,發(fā)現(xiàn)靜磁場可以提高合金的顯微硬度和抗拉強(qiáng)度。磁場使元素Cr、Al、Ti和Mo趨于分布在枝晶干,引起晶格畸變,使合金枝晶干區(qū)域得到強(qiáng)化,從而提高了合金的顯微硬度。12 T磁場作用下得到的球形γ′相的數(shù)量明顯大于無磁場作用下得到的立方形γ′相的數(shù)量,γ′相的數(shù)量越多,強(qiáng)化效果越好,強(qiáng)度越高。利用交變磁場研究DZ483合金的固態(tài)相變行為。交變磁場固溶處理后的DZ483合金中γ′相明顯長大,且分布均勻。交變磁場時(shí)效處理使γ′相呈規(guī)則的立方形析出,無交變磁場作用時(shí)γ′相呈球形析出,研究發(fā)現(xiàn)交變磁場能促進(jìn)γ′相由球形轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎叫?加速相變發(fā)生。交變磁場能夠提高合金的顯微硬度和抗拉強(qiáng)度,降低合金的延伸率。當(dāng)施加0.1 T交變磁場時(shí),合金的抗拉強(qiáng)度提高約4.5%,延伸率下降約2.9-5.6%。研究靜磁場作用下Ni/Ni-6.3wt.%Al擴(kuò)散偶中Al在Ni中的擴(kuò)散行為,發(fā)現(xiàn)靜磁場可以降低Al在Ni中的擴(kuò)散系數(shù)和擴(kuò)散距離。靜磁場是通過降低頻率因子而不是擴(kuò)散激活能來抑制Al在Ni中的擴(kuò)散。采用電鍍法研究靜磁場下Ni-Al反應(yīng)擴(kuò)散行為,發(fā)現(xiàn)有、無磁場作用下擴(kuò)散界面均形成Ni2Al3相和NiAl3相。施加靜磁場可以抑制Ni2Al3相的生長,靜磁場是通過降低Ni2Al3相的生長常數(shù)來抑制Ni2Al3相的生長,而對(duì)Ni2Al3相的反應(yīng)激活能無明顯影響,且磁場對(duì)反應(yīng)層厚度的影響具有方向性。研究不同磁場方向?qū)i/Ni-10at.%Cr擴(kuò)散偶擴(kuò)散行為的影響。結(jié)果表明,磁場平行于擴(kuò)散方向時(shí)對(duì)Cr在Ni中的擴(kuò)散抑制作用較強(qiáng),而磁場垂直于擴(kuò)散方向時(shí)對(duì)Cr在Ni中的擴(kuò)散抑制作用較弱。利用交變磁場研究Ni/Ni-10wt.%Cr擴(kuò)散偶的擴(kuò)散行為。交變磁場可以提高Cr在Ni中的擴(kuò)散系數(shù)和擴(kuò)散距離。交變磁場是通過提高頻率因子而不是擴(kuò)散激活能來促進(jìn)Cr在Ni中的擴(kuò)散。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：上海大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG132.3

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本文編號(hào)：2471945