粉末高溫合金改善了傳統(tǒng)鑄鍛高溫合金偏析嚴重、成形困難等問題,而且具有優(yōu)異的高溫力學性能,因此被廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動機渦輪盤等熱端部件的制造上。對發(fā)動機性能要求的不斷提高,意味著粉末高溫合金將會在越來越嚴苛的環(huán)境下服役,并且需要具有更高的疲勞裂紋擴展抗力。而合金的疲勞裂紋擴展行為與其組織和缺陷密切相關(guān)。為此,本文系統(tǒng)研究了組織特征和缺陷對粉末高溫合金FGH4096疲勞裂紋擴展的影響,為今后粉末高溫合金的損傷容限設(shè)計提供重要的理論和實驗依據(jù)。采用多種方法對FGH4096合金中的缺陷特征進行分析,結(jié)果表明除極少量尺寸為數(shù)十微米的硅鋁酸鹽夾雜物外,還存在尺寸僅有幾微米的顆粒,包括碳化物、復(fù)合夾雜物和稀土夾雜物。針對幾微米級顆粒與主裂紋的相互影響開展系統(tǒng)的測試觀察和分析,認為FGH4096合金中幾微米級顆粒對主裂紋擴展路徑未見明顯影響。進而采用Gurson-Tergaard-Needleman損傷模型（GTN模型）并通過有限元計算獲得了微米級顆粒對基體損傷的影響規(guī)律。熱等靜壓態(tài)（Hot isostatic pressed,HIP態(tài)）合金中的原始顆粒邊界（Prior particle boundar... 

【文章來源】：北京科技大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：240 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－３通過兩種制粉方法得到的粉末顆粒的形貌ｌ｜８ｈ（ａ）ＡＡ粉；（ｂ）ＰＲＥＰ粉??熱等靜壓技術(shù)是一種在密閉容器內(nèi)以氬氣等惰性氣體為傳壓介質(zhì)，在高??

靜壓過程或之后的緩冷過程中析出的；二次相尺寸為數(shù)百納米，主要在緩??冷過程的前期析出，隨冷卻速率的降低，二次Ｙ＇相的尺寸逐漸增大，外形由??圓形逐漸變?yōu)榉叫�、蝶形甚至花瓣狀，如圖１－５所示【２｜，２９］；三次ｙ相尺寸為??數(shù)十納米，外形呈顆粒狀，主要在緩冷過程的后期析出［２２，３（）］。??球形?方形?蝶形?花鰣形??？???冷速?１００?Ｋ／ｓ?ｌＯＫ／ｓ?ｌＫ／ｓ?０．１?Ｋ／ｓ???？??１０?ａｍ?３０?ｎｍ?１００?ｎｍ?３００?ｎｍ?尺寸??圖１－５?Ｙ＇相形貌和尺寸隨冷速變化的示意圖ＰＩ??熱等靜壓態(tài)ＦＧＨ４０９６合金的微觀組織如圖１－６所示。從圖ｌ－６（ａ）可以看??到存在一些有黑色圓形輪廓的原始顆粒邊界（ＰＰＢ），同時能觀察到孿晶組織，??但晶界較難觀察到｜３１］。仔細觀察可以看出基體中存在很多“小灰點”，實際??上是人量的二次／相。晶內(nèi)／相如圖ｌ－６（ｂ）所示，可以看到尺寸數(shù)百微米、呈??花瓣狀的二次相，以及分布在這些二次／相之間，尺寸僅數(shù)十納米、小顆??粒狀的三次／相［３２］。??－９－??

??圖１－４?ＦＧＨ４０％合金粉末顆粒外表面和內(nèi)部的微觀組織Ｍｌ：?（ａ）外表面（ｂ）內(nèi)部??經(jīng)過熱等靜壓成形后，ＦＧＨ４０９６合金的基體中通常存在三種／相。其中??一次相尺寸為數(shù)微米，外形呈不規(guī)則塊狀，傾向于在晶界析出，是在熱等??靜壓過程或之后的緩冷過程中析出的；二次相尺寸為數(shù)百納米，主要在緩??冷過程的前期析出，隨冷卻速率的降低，二次Ｙ＇相的尺寸逐漸增大，外形由??圓形逐漸變?yōu)榉叫�、蝶形甚至花瓣狀，如圖１－５所示【２｜，２９］；三次ｙ相尺寸為??數(shù)十納米，外形呈顆粒狀，主要在緩冷過程的后期析出［２２，３（）］。??球形?方形?蝶形?花鰣形??？???冷速?１００?Ｋ／ｓ?ｌＯＫ／ｓ?ｌＫ／ｓ?０．１?Ｋ／ｓ???？??１０?ａｍ?３０?ｎｍ?１００?ｎｍ?３００?ｎｍ?尺寸??圖１－５?Ｙ＇相形貌和尺寸隨冷速變化的示意圖ＰＩ??熱等靜壓態(tài)ＦＧＨ４０９６合金的微觀組織如圖１－６所示。從圖ｌ－６（ａ）可以看??到存在一些有黑色圓形輪廓的原始顆粒邊界（ＰＰＢ），同時能觀察到孿晶組織，??但晶界較難觀察到｜３１］。仔細觀察可以看出基體中存在很多“小灰點”

【參考文獻】：
期刊論文
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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行為研究[D]. 周曉明.北京航空材料研究院 2006



本文編號：3488314