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(gè)國(guó)家國(guó)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(guò)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(duì)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(jìn)析出方式:720℃保溫8h+900℃保溫。通過(guò)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(jìn)的析出方式下,δ相在晶界和晶內(nèi)均勻析出,由顆粒狀長(zhǎng)大為長(zhǎng)針狀。通過(guò)TEM對(duì)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(lái)。并且通過(guò)EPMA研究,改進(jìn)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(shí)效態(tài)合金,改進(jìn)后的析出方式下的... 

【文章來(lái)源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

航空發(fā)動(dòng)機(jī)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(gè)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(huì)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(huì)改變第二相的成分。,,與,相均為該合金中的強(qiáng)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(qiáng)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(duì)IN718合金不會(huì)起到強(qiáng)化作用，但是其形貌、數(shù)量、分布會(huì)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(duì)降低合金的缺口敏感性可以起到一定的作用[3]，而過(guò)多的δ相會(huì)降低產(chǎn)品強(qiáng)度降；同時(shí)也會(huì)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(lái)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(kāi)始著手通過(guò)調(diào)控合金的組織來(lái)改善零部件的力學(xué)性能。在工業(yè)上，對(duì)于大部分的金屬材料及合金可以通過(guò)熱變形后的熱處理來(lái)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(shí)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(duì)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(huì)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(kāi)始，GE公司對(duì)Inconel718合金進(jìn)行系統(tǒng)的研究[23]，針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)不同使用性能的零部件，先后開(kāi)發(fā)了Inconel718合金的標(biāo)準(zhǔn)工藝、高強(qiáng)工藝和直接時(shí)效工藝[10,11]。標(biāo)準(zhǔn)工藝(StandardProcessed，STD)主要應(yīng)用于機(jī)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(diǎn)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(jí)。目前，我國(guó)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(dòng)機(jī)上得到應(yīng)用[24]。高強(qiáng)工藝(HighStrenghProcessed，HS)是由STD工藝發(fā)展而來(lái)，主要應(yīng)用到機(jī)械性能要求更高的和形狀稍微簡(jiǎn)單點(diǎn)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(jí)。上世紀(jì)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]δ相對(duì)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(bào). 2012(06)
[2]Inconel718合金的加工硬化行為[J]. 邊舫,蘇國(guó)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(bào). 2004(02)
[4]GH4169合金細(xì)晶成形工藝與機(jī)理及其性能研究[J]. 呂宏軍,姚草根,張凱峰,賈新朝.  機(jī)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(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 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(bào). 1994(04)

博士論文
[1]δ相對(duì)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(duì)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(hào)：3251860