發(fā)布時(shí)間：2021-10-17 17:40

　　航空發(fā)動機(jī)的熱端部件長期處于高溫、高轉(zhuǎn)速、高應(yīng)力的工作環(huán)境,對材料的性能要求極為苛刻。其中,渦輪盤是航空發(fā)動機(jī)的核心部件,是由變形高溫合金和粉末高溫合金兩種材料制備。與變形高溫合金相比,以FGH4096為代表的粉末高溫合金,由于消除了宏觀偏析,具有組織均勻,晶粒細(xì)小,制件性能穩(wěn)定,熱加工變形性能較好,特別是屈服強(qiáng)度和抗疲勞性能有顯著提高等特點(diǎn),已經(jīng)被應(yīng)用于國內(nèi)某型號的先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)渦輪盤的制備。然而高溫合金中的氧、氮及其形成的夾雜物對其力學(xué)性能有重要影響,進(jìn)一步提高其純度從而提高其力學(xué)性能,是未來發(fā)展的一個(gè)方向。高溫合金中雜質(zhì)及夾雜物來源于原材料及熔煉過程中耐火材料的污染。目前,粉末高溫合金母合金幾乎都采用真空感應(yīng)熔煉法進(jìn)行一次熔煉,為了提高其純凈度,有在真空感應(yīng)熔煉過程中采取擋渣過濾及對熔體采用高溫處理等措施,但其純凈度仍然存在一定的問題;還有在真空感應(yīng)熔煉的基礎(chǔ)上采用電渣重熔或真空自耗重熔進(jìn)行二次熔煉,甚至三次熔煉提高其純凈度,但其雜質(zhì)含量的控制仍與美國等先進(jìn)國家存在一定差距。根據(jù)氧、氮雜質(zhì)的特點(diǎn),熔煉過程中的高溫高真空環(huán)境有利于雜質(zhì)元素及夾雜物的去除,然而傳統(tǒng)熔煉方法存在雜質(zhì)及夾... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：154 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號
1 緒論
    1.1 高性能航空發(fā)動機(jī)渦輪盤用粉末高溫合金的發(fā)展
        1.1.1 高性能航空發(fā)動機(jī)渦輪盤的發(fā)展
        1.1.2 渦輪盤用粉末高溫合金的發(fā)展
    1.2 粉末高溫合金渦輪盤的制備工藝
    1.3 粉末高溫合金缺陷
    1.4 粉末高溫合金中非金屬夾雜的來源及危害
        1.4.1 粉末高溫合金中的非金屬夾雜的來源
        1.4.2 非金屬夾雜物對粉末高溫合金的影響
    1.5 粉末高溫合金母合金制備的研究現(xiàn)狀
        1.5.1 粉末高溫合金母合金的冶煉方法
        1.5.2 國內(nèi)粉末高溫合金母合金的制備工藝
        1.5.3 國外粉末高溫合金的制備工藝
        1.5.4 雜質(zhì)及夾雜的物理特性
    1.6 電子束精煉技術(shù)及其應(yīng)用
        1.6.1 電子束精煉技術(shù)特征
        1.6.2 電子束精煉技術(shù)應(yīng)用
    1.7 本論文的研究目標(biāo)及內(nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)材料與實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)材料
        2.2.1 原料分析
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)輔助材料
    2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        2.3.1 電子束精煉設(shè)備
        2.3.2 電子束精煉原理
    2.4 實(shí)驗(yàn)過程
    2.5 測試與表征方法
        2.5.1 合金成分分析
        2.5.2 組織形貌觀察
        2.5.3 雜質(zhì)含量檢測
3 電子束精煉FGH4096母合金過程中合金元素的蒸發(fā)及偏析行為
    3.1 引言
    3.2 合金元素蒸發(fā)規(guī)律及成分控制
        3.2.1 鑄錠的形貌和蒸發(fā)損失
        3.2.2 合金元素的蒸發(fā)熱力學(xué)
        3.2.3 合金元素的蒸發(fā)規(guī)律
        3.2.4 合金成分的控制
    3.3 鑄錠的凝固組織及元素分布
        3.3.1 鑄錠的凝固組織
        3.3.2 鑄錠中合金元素的分布
    3.4 本章小結(jié)
4 電子束精煉FGH4096母合金過程中雜質(zhì)及夾雜的去除
    4.1 引言
    4.2 雜質(zhì)的去除結(jié)果
    4.3 氧化物夾雜的分布
    4.4 氧的去除機(jī)制
        4.4.1 熔化過程中氧化鋁夾雜的上浮機(jī)制
        4.4.2 精煉過程中氧化鋁夾雜的分解機(jī)制
        4.4.3 誘導(dǎo)凝固過程中氧化鋁夾雜的富集機(jī)制
    4.5 精煉工藝對夾雜物去除的影響
        4.5.1 凝固方式和精煉時(shí)間的影響
        4.5.2 精煉次數(shù)的影響
    4.6 本章小結(jié)
5 電子束精煉百公斤級FGH4096母合金的中試實(shí)驗(yàn)
    5.1 引言
    5.2 中試實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        5.2.1 中試實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        5.2.2 工藝設(shè)計(jì)
        5.2.3 實(shí)驗(yàn)方法
    5.3 鑄錠的分析檢測
        5.3.1 鑄錠的成分
        5.3.2 鑄錠的微觀組織
        5.3.3 鑄錠的純凈度
        5.3.4 鑄錠的出成率
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間科研項(xiàng)目及科研成果
致謝
作者簡介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]電子束精煉Inconel718合金的高溫氧化行為[J]. 魏鑫,趙龍海,譚毅,游小剛,石爽,尤啟凡.  機(jī)械工程材料. 2018(05)
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博士論文
[1]粉末高溫合金中非金屬夾雜物的遺傳特征及損傷力學(xué)行為研究[D]. 周曉明.北京航空材料研究院 2006

碩士論文
[1]鎳基高溫合金真空感應(yīng)熔煉脫氮工藝及機(jī)理的研究[D]. 王飛.沈陽大學(xué) 2007



本文編號：3442162