雙組織高溫合金的中溫力學(xué)性能和損傷行為
發(fā)布時(shí)間:2021-11-25 09:50
K417G雙組織-雙性能整體葉盤(pán),葉片為定向柱晶組織,具有優(yōu)異的高溫蠕變性能;盤(pán)體為細(xì)晶組織,具有較高的中溫疲勞性能。但在細(xì)晶盤(pán)體和柱晶葉片的交接位置不可避免會(huì)產(chǎn)生細(xì)晶-柱晶雙組織過(guò)渡區(qū)域,其性能直接影響整體葉盤(pán)的服役壽命。雙組織區(qū)域的工作溫度為600~800℃,承受應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜,而且細(xì)晶和柱晶合金的熱等靜壓處理、固溶熱處理、強(qiáng)度和塑性等都存在很大差異。因此,本文的研究目的是優(yōu)化一種適用于細(xì)晶-柱晶雙組織合金的熱處理制度,并重點(diǎn)研究細(xì)晶-柱晶雙組織高溫合金中溫條件下的變形行為和損傷機(jī)制。本文采用掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、X射線(xiàn)層析掃描(XCT)和背散射電子衍射技術(shù)(EBSD)等手段研究熱處理對(duì)K417G細(xì)晶、粗晶和柱晶合金的顯微組織和持久性能的影響,研究細(xì)晶-柱晶雙組織合金中溫條件下的拉伸、蠕變和低周疲勞變形和損傷機(jī)理,得到以下結(jié)果:細(xì)晶、粗晶和柱晶合金經(jīng)過(guò)熱等靜壓處理后,晶內(nèi)γ’相均粗化長(zhǎng)大,晶界形貌為彎曲狀。三種合金熱等靜壓后,經(jīng)過(guò)1120℃低溫固溶熱處理,一次γ’相部分溶解,析出細(xì)小二次γ’相,γ,相尺寸呈雙峰分布,晶界形貌保持彎曲狀;三種合金熱等靜壓后...
【文章來(lái)源】:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:155 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
高沮合金的發(fā)展歷程meFig.1.2DevelopmentofNi-basesuperalloys
TMS138?5.8?2.8?2.9?6.1?5.6?5.8?--?5?1.9Ru??PWA1483?12?9.0?1.9?3.8?5.0?3.6?4.2?-?0.008B??CMSX-11B?13?7.0?0.5?5.0?5.0?3.6?4.2?-?O.lNb??.3高溫合金整體葉盤(pán)制備技術(shù)??上世紀(jì)60年代,美國(guó)率先通過(guò)傳統(tǒng)鑄造工藝制備出整體鑄造葉盤(pán),并應(yīng)用??小型航空發(fā)動(dòng)機(jī)|1()|。但盤(pán)體內(nèi)部晶粒組織粗大、強(qiáng)度低,難以滿(mǎn)足先進(jìn)航空??動(dòng)機(jī)的使用需求。隨后為解決盤(pán)體強(qiáng)度不足等問(wèn)題,發(fā)明了整體細(xì)晶鑄造技術(shù)???n|,如圖1.3所示。上世紀(jì)90年代,為進(jìn)一步提高整體葉盤(pán)的承溫能力,又研??出葉片為柱晶或者單晶組織、盤(pán)體為細(xì)晶組織的雙組織-雙性能整體葉盤(pán)1“1。??前,制備雙組織整體葉盤(pán)的方法主要有兩種:(1)固相連接制備技術(shù),包括熱??靜壓擴(kuò)散焊15?IM71和線(xiàn)性摩擦焊145471等;(2)整體鑄造技術(shù),包括整體細(xì)晶鑄??113481和雙組織鑄造技術(shù)119_?#5(11等。??
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【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]晶粒細(xì)化對(duì)K417G高溫合金蠕變性能的影響[J]. 都貝寧,楊金俠,崔傳勇,孫曉峰. 金屬學(xué)報(bào). 2014(11)
[2]HRS和LMC工藝對(duì)第三代鎳基單晶高溫合金DD33中顯微孔洞的影響[J]. 李相偉,王莉,劉心剛,王蘇程,樓瑯洪. 材料研究學(xué)報(bào). 2014(09)
[3]高分辨透射X射線(xiàn)三維成像在材料科學(xué)中的應(yīng)用[J]. 王紹鋼,王蘇程,張磊. 金屬學(xué)報(bào). 2013(08)
[4]重型燃?xì)廨啓C(jī)定向結(jié)晶葉片的材料與制造工藝[J]. 張健,樓瑯洪,李輝. 中國(guó)材料進(jìn)展. 2013(01)
[5]HRS和LMC工藝制備的兩種鎳基單晶高溫合金鑄態(tài)及固溶微孔的形成[J]. 石倩穎,李相輝,鄭運(yùn)榮,謝光,張健,馮強(qiáng). 金屬學(xué)報(bào). 2012(10)
[6]熱處理工藝對(duì)一種新型鑄造鎳基高溫合金的組織和性能影響[J]. 楊金俠,李金國(guó),王猛,王延輝,金濤,孫曉峰. 金屬學(xué)報(bào). 2012(06)
[7]異種鎳基高溫合金熱等靜壓擴(kuò)散連接性研究[J]. 賈建,陶宇,張義文. 鋼鐵研究學(xué)報(bào). 2011(S2)
[8]FGH95-K418B雙合金熱等靜壓復(fù)合工藝研究[J]. 羅學(xué)軍,馬國(guó)君,王曉峰,田高峰,蓋其東,穆松林. 航空材料學(xué)報(bào). 2011(04)
[9]高溫合金雙性能整體葉盤(pán)鑄造技術(shù)[J]. 湯鑫,曹臘梅,蓋其東,李?lèi)?ài)蘭,張勇,劉發(fā)信. 航空材料學(xué)報(bào). 2006(03)
[10]鎳基單晶高溫合金的發(fā)展[J]. 胡壯麒,劉麗榮,金濤,孫曉峰. 航空發(fā)動(dòng)機(jī). 2005(03)
本文編號(hào):3517894
【文章來(lái)源】:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:155 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
高沮合金的發(fā)展歷程meFig.1.2DevelopmentofNi-basesuperalloys
TMS138?5.8?2.8?2.9?6.1?5.6?5.8?--?5?1.9Ru??PWA1483?12?9.0?1.9?3.8?5.0?3.6?4.2?-?0.008B??CMSX-11B?13?7.0?0.5?5.0?5.0?3.6?4.2?-?O.lNb??.3高溫合金整體葉盤(pán)制備技術(shù)??上世紀(jì)60年代,美國(guó)率先通過(guò)傳統(tǒng)鑄造工藝制備出整體鑄造葉盤(pán),并應(yīng)用??小型航空發(fā)動(dòng)機(jī)|1()|。但盤(pán)體內(nèi)部晶粒組織粗大、強(qiáng)度低,難以滿(mǎn)足先進(jìn)航空??動(dòng)機(jī)的使用需求。隨后為解決盤(pán)體強(qiáng)度不足等問(wèn)題,發(fā)明了整體細(xì)晶鑄造技術(shù)???n|,如圖1.3所示。上世紀(jì)90年代,為進(jìn)一步提高整體葉盤(pán)的承溫能力,又研??出葉片為柱晶或者單晶組織、盤(pán)體為細(xì)晶組織的雙組織-雙性能整體葉盤(pán)1“1。??前,制備雙組織整體葉盤(pán)的方法主要有兩種:(1)固相連接制備技術(shù),包括熱??靜壓擴(kuò)散焊15?IM71和線(xiàn)性摩擦焊145471等;(2)整體鑄造技術(shù),包括整體細(xì)晶鑄??113481和雙組織鑄造技術(shù)119_?#5(11等。??
?第1章緒論???動(dòng)力學(xué)法是指在合金凝固過(guò)程中通過(guò)施加振動(dòng)和攪拌,細(xì)化晶粒尺寸。如美??國(guó)Howmet公司|U|通過(guò)機(jī)械振動(dòng)的方法(Grainex),細(xì)化晶粒尺寸,晶粒度等級(jí)??達(dá)到ASTM?0?2級(jí),如圖1.4b所示。在機(jī)械振動(dòng)基礎(chǔ)上結(jié)合快速凝固(Micro-cast)??|13511,可以進(jìn)一步細(xì)化晶粒尺寸,使輪盤(pán)晶粒度等級(jí)達(dá)到ASTM?3?5級(jí),如圖??I.4c所示。近年來(lái),國(guó)內(nèi)航空材料研宄院、中國(guó)科學(xué)院金屬研宄所等單位相繼通??過(guò)旋轉(zhuǎn)振動(dòng)鑄型的方法,制備出整體細(xì)晶葉盤(pán)其中K417G整體細(xì)晶鑄造??葉盤(pán)的晶粒組織形貌,如圖1.5所示。另外楊等人通過(guò)脈沖、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)等電??磁攪拌方法,顯著細(xì)化了?K417G合金的晶粒尺寸。但由于磁場(chǎng)的肌膚效應(yīng),對(duì)??于密度高重量大的高溫合金鑄件而言,電磁攪拌的細(xì)晶效果可能會(huì)減弱。機(jī)械振??動(dòng)方法,雖然顯著細(xì)化厚大高溫合金鑄件晶粒尺寸,但旋轉(zhuǎn)離心振動(dòng)一定程度上??削弱了鋼液重力方向的補(bǔ)縮作用,容易在盤(pán)體內(nèi)部形成顯微疏松。需要后續(xù)結(jié)合??熱等靜壓處理,閉合顯微疏松,提高鑄件內(nèi)部冶金質(zhì)量。??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]晶粒細(xì)化對(duì)K417G高溫合金蠕變性能的影響[J]. 都貝寧,楊金俠,崔傳勇,孫曉峰. 金屬學(xué)報(bào). 2014(11)
[2]HRS和LMC工藝對(duì)第三代鎳基單晶高溫合金DD33中顯微孔洞的影響[J]. 李相偉,王莉,劉心剛,王蘇程,樓瑯洪. 材料研究學(xué)報(bào). 2014(09)
[3]高分辨透射X射線(xiàn)三維成像在材料科學(xué)中的應(yīng)用[J]. 王紹鋼,王蘇程,張磊. 金屬學(xué)報(bào). 2013(08)
[4]重型燃?xì)廨啓C(jī)定向結(jié)晶葉片的材料與制造工藝[J]. 張健,樓瑯洪,李輝. 中國(guó)材料進(jìn)展. 2013(01)
[5]HRS和LMC工藝制備的兩種鎳基單晶高溫合金鑄態(tài)及固溶微孔的形成[J]. 石倩穎,李相輝,鄭運(yùn)榮,謝光,張健,馮強(qiáng). 金屬學(xué)報(bào). 2012(10)
[6]熱處理工藝對(duì)一種新型鑄造鎳基高溫合金的組織和性能影響[J]. 楊金俠,李金國(guó),王猛,王延輝,金濤,孫曉峰. 金屬學(xué)報(bào). 2012(06)
[7]異種鎳基高溫合金熱等靜壓擴(kuò)散連接性研究[J]. 賈建,陶宇,張義文. 鋼鐵研究學(xué)報(bào). 2011(S2)
[8]FGH95-K418B雙合金熱等靜壓復(fù)合工藝研究[J]. 羅學(xué)軍,馬國(guó)君,王曉峰,田高峰,蓋其東,穆松林. 航空材料學(xué)報(bào). 2011(04)
[9]高溫合金雙性能整體葉盤(pán)鑄造技術(shù)[J]. 湯鑫,曹臘梅,蓋其東,李?lèi)?ài)蘭,張勇,劉發(fā)信. 航空材料學(xué)報(bào). 2006(03)
[10]鎳基單晶高溫合金的發(fā)展[J]. 胡壯麒,劉麗榮,金濤,孫曉峰. 航空發(fā)動(dòng)機(jī). 2005(03)
本文編號(hào):3517894
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