傳統(tǒng)觀點認為,P在鋼和高溫合金中是有害元素,傾向于在晶界偏聚,脆化晶界。但近年來研究發(fā)現(xiàn),P可顯著提高IN718等變形高溫合金的持久和蠕變性能。且B作為典型的晶界強化元素,與P有強烈的協(xié)同作用。P和B復合添加的有益作用大于P和B單獨添加的有益作用之和。傳統(tǒng)觀點將P和B的有益作用歸為其對晶界的影響。但本論文著重研究了 P和B對IN718系合金晶內的強化作用,并討論了 P和B在IN718系列合金中晶界和晶內的分布及其對組織和力學性能的影響。著重研究了 P在IN718系列合金中的偏聚行為及其對γγ"和γ’相析出的影響。主要研究結果如下:高溫下,P可固溶在IN718和IN718C合金基體中,冷卻到γ’和γ"相析出溫度時,加速γ’和γ"相析出。第一性原理計算結果表明,P占據(jù)γ’相晶格中的Ni原子位置和γ"相晶格面心處Ni原子位置時,可降低γ’和γ"相的形成能,加速γ’和γ"相析出。P對γ’和γγ"相析出的加速作用隨其在基體中固溶濃度的增加而增加。但存在一個極限值,超過該值后,其作用不再增大�？绽溥^程中P對基體中γ’和γγ"相析出的加速效果對晶內P的濃度十分敏感。晶內P濃度與P在合金中的偏聚行為相...

【文章頁數(shù)】：146 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 高溫合金概況
    1.2 IN718合金概況
        1.2.1 IN718合金簡介
        1.2.2 IN718合金組織特征
    1.3 P在高溫合金中的分布和偏聚行為
        1.3.1 P在高溫合金中的分布
        1.3.2 P在高溫合金中的偏聚行為
    1.4 P對高溫合金組織的影響
        1.4.1 P對高溫合金凝固行為和鑄態(tài)組織的影響
        1.4.2 P對高溫合金晶界析出相的影響
        1.4.3 P對高溫合金晶內強化相析出的影響
    1.5 P對高溫合金性能的影響
        1.5.1 P對高溫合金持久性能的影響
        1.5.2 P對高溫合金蠕變性能的影響
        1.5.3 P對高溫合金拉伸性能的影響
    1.6 P在高溫合金中的影響機制
        1.6.1 P對高溫合金晶界的影響機制
        1.6.2 P對高溫合金晶內的影響機制
    1.7 B在高溫合金中的作用和影響機制
    1.8 本文的研究意義和主要內容
第2章 P、B對γ"和γ'相析出的影響
    2.1 引言
    2.2 實驗材料及方法
        2.2.1 實驗材料
        2.2.2 熱處理
        2.2.3 組織觀察和性能測試
        2.2.4 P在γ'和γ"相中含量的定量分析
        2.2.5 第一性原理計算P在γ'和γ"相中的作用
    2.3 實驗結果
        2.3.1 P和B的復合作用
        2.3.2 B的作用
        2.3.3 P的作用
    2.4 討論
    2.5 本章小結
第3章 恒溫過程P的偏聚行為及其對晶內相析出的影響
    3.1 引言
    3.2 實驗材料和方法
        3.2.1 實驗材料
        3.2.2 熱處理制度
        3.2.3 顯微組織觀察和硬度測試
    3.3 實驗結果
        3.3.1 恒溫時間與P對晶內強化作用之間的關系
        3.3.2 經(jīng)預處理后無B合金恒溫時間與P對晶內強化作用之間的關系
    3.4 討論
    3.5 本章小結
第4章 連續(xù)冷卻過程P的偏聚行為及其對晶內相析出的影響
    4.1 引言
    4.2 實驗材料和方法
        4.2.1 實驗材料
        4.2.2 熱處理
        4.2.3 組織觀察和性能測試
        4.2.4 溫度場計算
    4.3 實驗結果
        4.3.1 P對基體硬度以及γ'和γ"相析出的影響
        4.3.2 P對拉伸性能的影響
    4.4 討論
        4.4.1 晶界面積和冷卻速率對P加速γ'和γ"相析出的影響
        4.4.2 晶界面積和冷卻速率對P偏聚行為以及γ'和γ"相析出的影響
        4.4.3 P在連續(xù)冷卻過程中的臨界冷卻速率現(xiàn)象及其對γ'和γ"相析出的影響
    4.5 本章小結
第5章 磷和硼對晶界和晶內的作用
    5.1 引言
    5.2 實驗材料及方法
        5.2.1 實驗材料
        5.2.2 熱處理
        5.2.3 組織觀察和性能測試
    5.3 實驗結果
        5.3.1 單獨添加P的影響
        5.3.2 單獨添加B的影響
        5.3.3 P和B復合添加的影響
    5.4 討論
        5.4.1 P的作用機制
        5.4.2 B的作用機制
        5.4.3 P和B對力學性能的影響
    5.5 本章小結
第6章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學術論文和取得的其它研究成果
作者簡介



本文編號：3842852