傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)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(lái)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(qiáng)化元素,與P有強(qiáng)烈的協(xié)同作用。P和B復(fù)合添加的有益作用大于P和B單獨(dú)添加的有益作用之和。傳統(tǒng)觀點(diǎn)將P和B的有益作用歸為其對(duì)晶界的影響。但本論文著重研究了 P和B對(duì)IN718系合金晶內(nèi)的強(qiáng)化作用,并討論了 P和B在IN718系列合金中晶界和晶內(nèi)的分布及其對(duì)組織和力學(xué)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(duì)γγ"和γ’相析出的影響。主要研究結(jié)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(shí),加速γ’和γ"相析出。第一性原理計(jì)算結(jié)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(shí),可降低γ’和γ"相的形成能,加速γ’和γ"相析出。P對(duì)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(gè)極限值,超過(guò)該值后,其作用不再增大。空冷過(guò)程中P對(duì)基體中γ’和γγ"相析出的加速效果對(duì)晶內(nèi)P的濃度十分敏感。晶內(nèi)P濃度與P在合金中的偏聚行為相...

【文章頁(yè)數(shù)】：146 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(jiǎn)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(duì)高溫合金組織的影響
        1.4.1 P對(duì)高溫合金凝固行為和鑄態(tài)組織的影響
        1.4.2 P對(duì)高溫合金晶界析出相的影響
        1.4.3 P對(duì)高溫合金晶內(nèi)強(qiáng)化相析出的影響
    1.5 P對(duì)高溫合金性能的影響
        1.5.1 P對(duì)高溫合金持久性能的影響
        1.5.2 P對(duì)高溫合金蠕變性能的影響
        1.5.3 P對(duì)高溫合金拉伸性能的影響
    1.6 P在高溫合金中的影響機(jī)制
        1.6.1 P對(duì)高溫合金晶界的影響機(jī)制
        1.6.2 P對(duì)高溫合金晶內(nèi)的影響機(jī)制
    1.7 B在高溫合金中的作用和影響機(jī)制
    1.8 本文的研究意義和主要內(nèi)容
第2章 P、B對(duì)γ"和γ'相析出的影響
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)材料及方法
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.2.2 熱處理
        2.2.3 組織觀察和性能測(cè)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(jì)算P在γ'和γ"相中的作用
    2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        2.3.1 P和B的復(fù)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(jié)
第3章 恒溫過(guò)程P的偏聚行為及其對(duì)晶內(nèi)相析出的影響
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)材料和方法
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        3.2.2 熱處理制度
        3.2.3 顯微組織觀察和硬度測(cè)試
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        3.3.1 恒溫時(shí)間與P對(duì)晶內(nèi)強(qiáng)化作用之間的關(guān)系
        3.3.2 經(jīng)預(yù)處理后無(wú)B合金恒溫時(shí)間與P對(duì)晶內(nèi)強(qiáng)化作用之間的關(guān)系
    3.4 討論
    3.5 本章小結(jié)
第4章 連續(xù)冷卻過(guò)程P的偏聚行為及其對(duì)晶內(nèi)相析出的影響
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)材料和方法
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        4.2.2 熱處理
        4.2.3 組織觀察和性能測(cè)試
        4.2.4 溫度場(chǎng)計(jì)算
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        4.3.1 P對(duì)基體硬度以及γ'和γ"相析出的影響
        4.3.2 P對(duì)拉伸性能的影響
    4.4 討論
        4.4.1 晶界面積和冷卻速率對(duì)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(duì)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(guò)程中的臨界冷卻速率現(xiàn)象及其對(duì)γ'和γ"相析出的影響
    4.5 本章小結(jié)
第5章 磷和硼對(duì)晶界和晶內(nèi)的作用
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)材料及方法
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        5.2.2 熱處理
        5.2.3 組織觀察和性能測(cè)試
    5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        5.3.1 單獨(dú)添加P的影響
        5.3.2 單獨(dú)添加B的影響
        5.3.3 P和B復(fù)合添加的影響
    5.4 討論
        5.4.1 P的作用機(jī)制
        5.4.2 B的作用機(jī)制
        5.4.3 P和B對(duì)力學(xué)性能的影響
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和取得的其它研究成果
作者簡(jiǎn)介



本文編號(hào)：3842852