發(fā)布時間：2021-06-26 18:34

　　IN718合金是一種典型的鎳-鉻-鐵基變形高溫合金,目前該材料已經(jīng)成為各個國家國防領(lǐng)域的首選材料。目前復(fù)雜IN718合金零部件的成形工藝多采用Delta Process（DP）工藝,并且這種工藝在工業(yè)應(yīng)用中取得了良好的成果。傳統(tǒng)的DP工藝是采用δ相峰值溫度直接保溫,造成δ相的不均勻析出。本文通過改變DP工藝中δ相的析出熱處理方式,命名為Advanced Delta Process（ADP）工藝,系統(tǒng)的研究了DP工藝與ADP工藝。首先,對IN718合金采用不同的δ相析出熱處理方式。傳統(tǒng)析出方式:900℃保溫,改進析出方式:720℃保溫8h+900℃保溫。通過光學(xué)顯微鏡（OM）和掃面電鏡（SEM）觀察到兩種析出方式下δ相形貌不同。傳統(tǒng)析出方式下,針狀的δ相沿晶界和孿晶界聚集析出,晶內(nèi)為顆粒狀;而改進的析出方式下,δ相在晶界和晶內(nèi)均勻析出,由顆粒狀長大為長針狀。通過TEM對間接析出方式保溫1h和8h的微觀組織研究發(fā)現(xiàn),顆粒狀的δ相是由,,相轉(zhuǎn)化而來。并且通過EPMA研究,改進后的析出方式,消除了Nb、Cr元素的偏聚缺陷。其次,δ相傳統(tǒng)析出方式下保溫后的合金稱為時效態(tài)合金,改進后的析出方式下的... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

航空發(fā)動機渦輪盤

燕山大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-4-1.3IN718合金中析出相和相變行為IN718合金是一種高合金化的變形高溫合金，合金中有多種析出相，主要包括以下析出相：,,(Ni3Nb)、,(Ni3(Al，Ti，Nb))以及δ相(Ni3Nb)，表1-1為各個相的成分及微觀信息。從表中可以看出，IN718合金中的析出相受Nb元素含量影響比較大。合金中主要析出相都含有Nb，Radavich認(rèn)為[13]，合金中析出相的含量受到合金中Nb元素含量的限制，Nb元素含量達(dá)到6%才會析出δ相。Burke等的研究結(jié)果表明[14]，不同的熱處理方式不會改變第二相的成分。,,與,相均為該合金中的強化相，,相可以在合金中彌散析出。,相是體心立方結(jié)構(gòu)，在合金中起主要強化作用。δ相為穩(wěn)定的共格相，正交晶系結(jié)構(gòu)，與基體γ相之間是非共格的關(guān)系。δ相的形貌與析出溫度有關(guān)[15]，根據(jù)尺寸不同可分為針狀和顆粒狀。雖然δ相對IN718合金不會起到強化作用，但是其形貌、數(shù)量、分布會影響到合金的組織穩(wěn)定性及力學(xué)性能。文獻(xiàn)記載，適量的δ相對降低合金的缺口敏感性可以起到一定的作用[3]，而過多的δ相會降低產(chǎn)品強度降；同時也會降低產(chǎn)品的持久性能和蠕變性能。圖1.2.IN718合金第二相析出的TTT曲線

燕山大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-6-圖1.3.,相→δ相轉(zhuǎn)變示意圖1.4IN718合金的熱加工工藝當(dāng)今快速發(fā)展的工業(yè)導(dǎo)致金屬材料的服役環(huán)境越來越惡劣，所以必須提高金屬零部件的性能。眾所周知，金屬材料的力學(xué)性能與其微觀組織有直接的關(guān)系，不同的微觀組織使合金表現(xiàn)出不同的力學(xué)性能。因此，眾多學(xué)者開始著手通過調(diào)控合金的組織來改善零部件的力學(xué)性能。在工業(yè)上，對于大部分的金屬材料及合金可以通過熱變形后的熱處理來改變微觀組織，而IN718合金的再結(jié)晶溫度比較高，并且變形后采用低溫固溶處理或者低溫時效處理，這些都是在合金的靜態(tài)再結(jié)晶溫度1020℃[22]以下，因此，IN718合金產(chǎn)品的組織只和成形工藝有關(guān)。IN718合金的微觀組織對鍛造工藝參數(shù)極其敏感，采用多火次成形的熱加工工藝會導(dǎo)致粗晶、混晶出現(xiàn)，大變形和較高的終鍛溫度能獲得組織均勻的細(xì)晶鍛件。自從上世紀(jì)開始，GE公司對Inconel718合金進行系統(tǒng)的研究[23]，針對航空發(fā)動機不同使用性能的零部件，先后開發(fā)了Inconel718合金的標(biāo)準(zhǔn)工藝、高強工藝和直接時效工藝[10,11]。標(biāo)準(zhǔn)工藝(StandardProcessed，STD)主要應(yīng)用于機械性能要求不高、形狀較為復(fù)雜的零部件的加工成形。STD工藝的特點是采用高溫變形，終鍛溫度為1038~1066℃。成形后的鍛件，晶粒粗大，組織混亂，晶粒度大約在ASTM4~6級。目前，我國采用STD工藝生產(chǎn)的GH4169合金的渦輪盤已經(jīng)在航空發(fā)動機上得到應(yīng)用[24]。高強工藝(HighStrenghProcessed，HS)是由STD工藝發(fā)展而來，主要應(yīng)用到機械性能要求更高的和形狀稍微簡單點的零部件加工成形。其最終的成形溫度低于STD工藝，成形后的組織晶粒均勻細(xì)小，平均晶粒度在ASTM8級。上世紀(jì)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]δ相對GH4169合金熱變形行為的影響[J]. 韋家虎,董建新,喻健,姚志浩,付書紅.  航空材料學(xué)報. 2012(06)
[2]Inconel718合金的加工硬化行為[J]. 邊舫,蘇國躍,孔凡亞,楊柯.  有色金屬. 2005(01)
[3]7055鋁合金高溫壓縮變形的流變應(yīng)力[J]. 韓冰,劉文娟,袁鴿成.  廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2004(02)
[4]GH4169合金細(xì)晶成形工藝與機理及其性能研究[J]. 呂宏軍,姚草根,張凱峰,賈新朝.  機械工程材料. 2003(01)
[5]考慮變形熱效應(yīng)的本構(gòu)關(guān)系建立方法[J]. 羅子健,楊旗,姬婉華.  中國有色金屬學(xué)報. 2000(06)
[6]GH169合金的相變研究[J]. 凌斌,鐘炳文,楊玉榮,梁學(xué)鋒,沈飚.  航空材料學(xué)報. 1994(04)

博士論文
[1]δ相對GH4169合金高溫變形及再結(jié)晶行為的影響[D]. 王巖.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008

碩士論文
[1]近等溫鍛工藝參數(shù)對GH4169合金晶粒度及性能影響規(guī)律研究[D]. 孫偉.西北工業(yè)大學(xué) 2007
[2]GH4698合金的高溫氧化、熱腐蝕及熱疲勞性能的研究[D]. 胡發(fā)恩.南京航空航天大學(xué) 2006



本文編號：3251860