本文基于“團(tuán)簇加連接原子”模型建立了鎳基高溫合金成分式,實(shí)施了對現(xiàn)有牌號合金的成分解析和性能分析,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和性能預(yù)測。首先,通過分析現(xiàn)有成熟牌號合金成分,揭示了鎳基高溫合金的成分規(guī)律和發(fā)展趨勢,提出了鎳基單晶高溫合金的理想模型和相應(yīng)成分式。其次,借助鎳基高溫合金的成分式,確定了合金中鍵的種類和數(shù)量,并利用鍵焓表征鍵強(qiáng),建立了承溫能力與成分式之間的關(guān)聯(lián),并實(shí)現(xiàn)對承溫能力的預(yù)測。最后,利用理想模型對第1代鎳基單晶高溫合金進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,所設(shè)計合金的1000 ℃/219 MPa持久壽命達(dá)到第1代單晶合金的平均水平,并且所設(shè)計合金的初熔溫度在第1代單晶合金中處于較高水平。具體內(nèi)容包括以下3方面:(1)基于“合金化元素與溶劑Ni”的混合焓,將合金化元素分為4類:1類Ni元素Ni(含Ni、Co、Fe、Re、Ru和Ir),與Ni呈弱混合焓,范圍在-2～+2kJ/mol;2促進(jìn)γ形成的類Cr元素Crγ(含Cr、Mo和W),與Ni的混合焓在-7～-3 kJ/mol;3促進(jìn)γ’形成的類Cr元素Crγ’(含Ti、V、Nb和Ta),與Ni的混合焓在-35～-18kJ/mol;4與Ni呈強(qiáng)負(fù)混合焓的主要...

【文章頁數(shù)】：176 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號表
1 緒論
    1.1 鎳基高溫合金的發(fā)展歷程
        1.1.1 變形高溫合金
        1.1.2 鑄造高溫合金
        1.1.3 粉末高溫合金
        1.1.4 鎳基高溫合金發(fā)展小結(jié)
    1.2 鎳基高溫合金的合金設(shè)計方法簡介
        1.2.1 相計算簡介
        1.2.2 計算機(jī)技術(shù)與合金成分設(shè)計
        1.2.3 合金設(shè)計方法小結(jié)
    1.3 化學(xué)近程序及“團(tuán)簇加連接原子”模型
        1.3.1 化學(xué)近程序
        1.3.2 “團(tuán)簇加連接原子”模型
    1.4 本文主要研究思路與內(nèi)容
2 鎳基高溫合金成分式的建立
    2.1 引言
    2.2 團(tuán)簇的選擇
        2.2.1 FCC-Ni的團(tuán)簇選擇
        2.2.2 L1₂-AlNi₃團(tuán)簇的選擇
    2.3 合金化元素的分類
        2.3.1 元素作用分類
        2.3.2 混合焓分類與合金矢量圖
    2.4 合金成分式的建立
    2.5 鎳基高溫合金的成分式
    2.6 成分分析
        2.6.1 成分規(guī)律的分析
        2.6.2 合金成分的優(yōu)化
        2.6.3 析出相γ'體積分?jǐn)?shù)的預(yù)測
    2.7 本章小結(jié)
3 鎳基高溫合金“成分——性能”關(guān)系分析
    3.1 引言
    3.2 鍵的種類與數(shù)量
        3.2.1 結(jié)構(gòu)體系鍵
        3.2.2 成分體系鍵
        3.2.3 鍵計算小結(jié)
    3.3 鍵的強(qiáng)度
        3.3.1 鍵焓簡介
        3.3.2 10種晶體相中的團(tuán)簇定義
        3.3.3 鍵焓計算
    3.4 性能分析
        3.4.1 鍵焓與性能
        3.4.2 成分式的相關(guān)參數(shù)與性能關(guān)系
    3.5 本章小結(jié)
4 合金的成分設(shè)計與性能分析
    4.1 引言
    4.2 合金成分設(shè)計
    4.3 實(shí)驗(yàn)方法
        4.3.1 樣品制備
        4.3.2 熱處理工藝
        4.3.3 γ'粗化分析
    4.4 樣品基礎(chǔ)測試結(jié)果
        4.4.1 合金成分分析
        4.4.2 初熔溫度測試
    4.5 析出相γ'的粗化(A組與B組)
        4.5.1 長期時效(A組與B組)
        4.5.2 持久實(shí)驗(yàn)(A組與B組)
    4.6 持久測試與性能預(yù)測(C組)
    4.7 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    5.3 展望
參考文獻(xiàn)
附錄A 鎳基高溫合金成分式及相關(guān)參數(shù)
附錄B Friedel振蕩相關(guān)參數(shù)
附錄C 鍵計算舉例
附錄D 10種晶體相中的團(tuán)簇定義
附錄E 第3、4章合金標(biāo)注
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



本文編號：3851206