本文采用新型鎳基高溫合金M951G為實(shí)驗(yàn)材料研究了合金的顯微組織、拉伸性能、持久蠕變性能、高溫低周疲勞性能以及合金在變形過(guò)程中相應(yīng)的微觀組織演變、變形機(jī)制和斷裂行為。鑄態(tài)和熱處理態(tài)合金組織中均由γ相、γ基體及MC型碳化物組成。900 ℃長(zhǎng)期時(shí)效時(shí),熱處理態(tài)合金保持了良好組織穩(wěn)定性;1000℃及1100℃長(zhǎng)期時(shí)效時(shí),合金中立方狀γ’相發(fā)生筏化。室溫到600 ℃范圍內(nèi),合金屈服強(qiáng)度與溫度之間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,之后逐漸升高并在800 ℃達(dá)到最大值。當(dāng)溫度高于800 ℃,屈服強(qiáng)度迅速降低。抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度隨溫度的變化規(guī)律基本相同,在700 ℃達(dá)到峰值。塑性和強(qiáng)度隨溫度的變化趨勢(shì)正好相反,合金在700℃出現(xiàn)中溫脆性現(xiàn)象。T<600℃,合金主要變形機(jī)制為a/2<101>基體位錯(cuò)切割γ’相;T>900℃,合金主要變形機(jī)制變?yōu)槲诲e(cuò)以O(shè)rowan機(jī)制繞過(guò)γ’相;600 0C<T<900 ℃,合金微觀組織中同時(shí)觀察到了位錯(cuò)切割和繞過(guò)機(jī)制,并且隨著溫度的升高位錯(cuò)繞過(guò)機(jī)制逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位。700 ℃～800℃蠕變時(shí),合金微觀組織保持了很好的穩(wěn)定性,主要變形機(jī)制為位錯(cuò)切割γ’相...

【文章頁(yè)數(shù)】：155 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鎳基鑄造高溫合金
        1.2.1 鎳基高溫合金概述
        1.2.2 鎳基鑄造高溫合金及其歷史
    1.3 鎳基高溫合金成分設(shè)計(jì)及元素作用
        1.3.1 鎳基高溫合金中元素的作用
        1.3.2 鎳基高溫合金成分設(shè)計(jì)
    1.4 鎳基高溫合金的強(qiáng)化機(jī)制
        1.4.1 固溶強(qiáng)化
        1.4.2 第二相強(qiáng)化
        1.4.3 晶界強(qiáng)化或枝晶間強(qiáng)化
    1.5 鎳基高溫合金的力學(xué)行為
        1.5.1 合金拉伸性能
        1.5.2 合金持久蠕變性能
        1.5.3 合金低周疲勞性能
    1.6 本研究工作的內(nèi)容、目的及意義
第二章 實(shí)驗(yàn)材料與實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)合金成分
        2.1.2 合金試樣的制備
    2.2 合金組織分析方法
        2.2.1 微觀組織的觀察
        2.2.2 組織的表征
        2.2.3 相變溫度確定
        2.2.4 長(zhǎng)期時(shí)效處理
        2.2.5 元素在γ/γ'兩相偏析行為
        2.2.6 γ/γ'兩相錯(cuò)配度測(cè)定
    2.3 拉伸實(shí)驗(yàn)
    2.4 持久蠕變實(shí)驗(yàn)
    2.5 低周疲勞實(shí)驗(yàn)
第三章 M951G合金顯微組織
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        3.2.1 鑄態(tài)組織
        3.2.2 合金特征溫度及熱處理制度的確定
        3.2.3 完全熱處理組織
        3.2.4 長(zhǎng)期時(shí)效組織
    3.3 分析討論
    3.4 本章小結(jié)
第四章 M951G合金拉伸性能與變形機(jī)制
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        4.2.1 合金在不同溫度下的拉伸性能
        4.2.2 合金在不同溫度下微觀結(jié)構(gòu)演變
    4.3 分析討論
        4.3.1 層錯(cuò)
        4.3.2 連續(xù)的層錯(cuò)
        4.3.3 只存在于γ'相中的層錯(cuò)
        4.3.4 層錯(cuò)之間的反應(yīng)
        4.3.5 M951與M951G合金的屈服強(qiáng)度
        4.3.6 拉伸性能與變形機(jī)制之間的關(guān)系
    4.4 本章小結(jié)
第五章 M951G合金蠕變性能與變形組織
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        5.2.1 合金蠕變性能
        5.2.2 蠕變變形機(jī)制
        5.2.3 蠕變斷裂特征
    5.3 分析討論
        5.3.1 蠕變變形機(jī)制
        5.3.2 優(yōu)先變形機(jī)制
        5.3.3 蠕變過(guò)程中晶體學(xué)變化
        5.3.4 固溶原子擴(kuò)散對(duì)蠕變性能的影響
        5.3.5 施加應(yīng)力對(duì)于合金壽命的影響
        5.3.6 持久蠕變斷裂模式
        5.3.7 表觀應(yīng)力指數(shù)
    5.4 本章小結(jié)
第六章 M951G合金低周疲勞性能與變形組織
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        6.2.1 循環(huán)應(yīng)力響應(yīng)行為
        6.2.2 低周疲勞壽命
        6.2.3 低周疲勞斷裂特征
        6.2.4 微觀結(jié)構(gòu)及變形機(jī)制
    6.3 分析討論
        6.3.1 溫度對(duì)合金低周疲勞性能的影響
        6.3.2 實(shí)驗(yàn)條件對(duì)γ'相尺寸的影響
        6.3.3 循環(huán)應(yīng)力響應(yīng)行為
    6.4 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果
致謝
作者簡(jiǎn)介



本文編號(hào)：3853296