本文關(guān)鍵詞：電磁輔助焊接快速成形GH4169合金的組織和力學(xué)性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文選取GH4169鎳基高溫合金為實(shí)驗(yàn)材料,針對GH4169合金在電磁輔助焊接快速成形過程中的工藝及所制備材料的組織和力學(xué)性能進(jìn)行了研究。采用金相顯微鏡和掃描電子顯微鏡等分析測試手段揭示在不同磁場強(qiáng)度下焊接快速成形GH4169鎳基高溫合金組織中的組織特征;研究了輔助電磁場主要參數(shù)磁場強(qiáng)度對焊接快速成形GH4169合金的硬度、拉伸性能和室溫疲勞性能的影響,獲得了輔助電磁攪拌對合金力學(xué)性能的影響規(guī)律。得到如下研究成果:工藝實(shí)驗(yàn)表明,電磁輔助作用下成形件成形良好,無明顯缺陷,但伴隨輔助磁場強(qiáng)度的增大氣孔等冶金缺陷減少,脆性相Laves相含量減少,顯微偏析減弱,但會出現(xiàn)一定程度的飛濺;組織分析發(fā)現(xiàn)外加磁場施加后原外延連續(xù)生長的柱狀晶組織有向向等軸晶轉(zhuǎn)變的趨勢,晶粒得到一定程度細(xì)化;電磁攪拌使得道間搭接區(qū)和道內(nèi)區(qū)域的殘余應(yīng)力差異性減少。在磁場電流為1A時,等軸晶組織特征最為顯著,但伴隨輔助磁場強(qiáng)度的進(jìn)一步提高,磁場作用效果減弱。合金再結(jié)晶過程分析發(fā)現(xiàn),與未施加電磁輔助的情況相比,伴隨輔助磁場強(qiáng)度的提高,再結(jié)晶開始發(fā)生的時間延后,孕育期變長;伴隨著電磁輔助的加入,發(fā)生再結(jié)晶形核位置由首先發(fā)生在搭接區(qū)變?yōu)樵谡麄�試樣內(nèi)隨機(jī)形核,形核位置的差異現(xiàn)象消除。再結(jié)晶程度在保溫時間延長過程中變得更加完全,且在保溫時間達(dá)到60min時,再結(jié)晶完成。伴隨輔助磁場強(qiáng)度的增大,在相同時間內(nèi)再結(jié)晶完成程度表現(xiàn)出先增大再減小,最終增大的變化。伴隨輔助磁場強(qiáng)度的增大,沉積態(tài)試樣顯微硬度表現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢,且在磁場電流為1A時,顯微硬度達(dá)到峰值;無論是否添加磁場,顯微硬度會伴隨著固溶時間的延長而降低,且在保溫時間達(dá)到60min時,顯微硬度值變得均勻;在時效時間延長過程中,硬度表現(xiàn)出先短時間增大到峰值而后緩慢減小的變化趨勢。相比于沉積態(tài)試樣,固溶態(tài)試樣在時效過程中硬度下降緩慢、變化范圍小,僅為30HV,且硬度峰值和趨于均勻穩(wěn)定的硬度數(shù)值更大。與硬度變化規(guī)律類似,沉積態(tài)試樣抗拉強(qiáng)度隨輔助磁場強(qiáng)度的提高也呈現(xiàn)先增大后減小的變化。當(dāng)磁場電流為1A時,抗拉強(qiáng)度達(dá)到最大值,相比于未施加電磁輔助的試樣,其抗拉強(qiáng)度增加78Mpa,延伸率增加6%。熱處理后材料抗拉強(qiáng)度和塑性得到增加,抗拉強(qiáng)度增加157Mpa、延伸率增加9%,其抗拉強(qiáng)度接近鍛件標(biāo)準(zhǔn)熱處理試樣。輔助電磁攪拌可以提高焊接快速成形GH4169合金沉積態(tài)和熱處理態(tài)試樣的室溫疲勞性能。沉積態(tài)和熱處理態(tài)試樣的室溫疲勞壽命分別為1.1×105cyc(應(yīng)力水平365MPa)和6.6×104cyc(應(yīng)力水平650MPa),伴隨磁場強(qiáng)度的增大,無論是沉積態(tài)還是熱處理態(tài)試樣的室溫疲勞性能都得到提高,在磁場電流為1A時,室溫疲勞性能達(dá)到最佳,其疲勞壽命分別達(dá)到是1.0×106cyc和2.8×105cyc。伴隨輔助磁場強(qiáng)度的進(jìn)一步提高,室溫疲勞性能呈現(xiàn)下降的趨勢。
【關(guān)鍵詞】：焊接快速成形 電磁輔助 鎳基高溫合金 再結(jié)晶 疲勞性能
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG132.3;TG44
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 選題依據(jù)、目的及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 焊接快速成形技術(shù)10-11
• 1.2.2 電磁輔助攪拌技術(shù)11-13
• 1.3 本課題的研究內(nèi)容13-14
• 第2章 試驗(yàn)裝置設(shè)計與實(shí)驗(yàn)方法14-22
• 2.1 試驗(yàn)材料14
• 2.2 電磁輔助TIG焊接快速成形裝置的設(shè)計14-17
• 2.2.1 磁場發(fā)生裝置的設(shè)計14-16
• 2.2.2 磁頭裝置的設(shè)計16-17
• 2.3 試驗(yàn)方法17-18
• 2.3.1 GH4169合金電磁輔助焊接快速成形的試驗(yàn)參數(shù)17-18
• 2.4 電磁輔助焊接快速成形GH4169合金組織分析18
• 2.5 電磁輔助焊接快速成形GH4169合金的熱處理18-19
• 2.6 電磁輔助焊接快速成形GH4169合金殘余應(yīng)力測量19
• 2.7 電磁輔助焊接快速成形GH4169合金再結(jié)晶過程研究19-20
• 2.8 電磁輔助焊接快速成形GH4169合金力學(xué)性能測試20-21
• 2.8.1 顯微硬度測量20
• 2.8.2 拉伸性能測試20
• 2.8.3 疲勞性能測試20-21
• 2.9 主要測試與分析儀器21-22
• 第3章 電磁輔助焊接快速成形GH4169合金沉積態(tài)試樣組織22-45
• 3.1 引言22
• 3.2 電磁輔助焊接快速成形GH4169合金的單道成形22-29
• 3.2.1 不同磁場強(qiáng)度下單道焊縫組織22-26
• 3.2.2 不同磁場頻率下單道焊縫組織26-27
• 3.2.3 不同焊速下單道成形試樣組織27-29
• 3.3 電磁輔助焊接快速成形GH4169合金塊狀試樣組織29-39
• 3.3.1 沉積態(tài)試樣宏觀形貌和橫截面組織29-31
• 3.3.2 亞結(jié)構(gòu)樹枝晶和層帶結(jié)構(gòu)31-32
• 3.3.3 枝晶間Laves相32-34
• 3.3.4 合金元素的微觀偏析34-35
• 3.3.5 時效處理過程中的 γ″相析出35-38
• 3.3.6 殘余應(yīng)力與硬度分析38-39
• 3.4 電磁輔助焊接快速成形GH4169合金的再結(jié)晶過程39-43
• 3.4.1 顯微組織39-43
• 3.5 本章小結(jié)43-45
• 第4章 電磁輔助焊接快速成形GH4169合金的力學(xué)性能45-58
• 4.1 引言45
• 4.2 電磁輔助焊接快速成形GH4169合金的顯微硬度45-48
• 4.2.1 沉積態(tài)試樣的顯微硬度45-46
• 4.2.2 固溶處理對硬度的影響46-47
• 4.2.3 時效處理后各試樣的硬度變化47-48
• 4.3 電磁輔助焊接快速成形GH4169合金的拉伸性能48-53
• 4.3.1 沉積態(tài)試樣拉伸性能48-51
• 4.3.2 熱處理態(tài)試樣的拉伸性能51-53
• 4.4 電磁輔助焊接快速成形GH4169合金的疲勞性能53-56
• 4.4.1 沉積態(tài)試樣的室溫疲勞性能53-54
• 4.4.2 熱處理態(tài)試樣的室溫疲勞性能54-56
• 4.5 本章小結(jié)56-58
• 第5章 結(jié)論58-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文64-65
• 致謝65-66

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黃放;快速成形技術(shù)及其發(fā)展[J];鑄造設(shè)備研究;2004年02期

2 彭安華;;快速成形技術(shù)的內(nèi)涵及研究的熱點(diǎn)問題[J];煤礦機(jī)械;2007年08期

3 ;第五屆全國快速成形與快速制造學(xué)術(shù)會議征文通知[J];電加工與模具;2010年05期

4 ;快速成形圓網(wǎng)紙機(jī)投產(chǎn)的情況[J];造紙技術(shù)通訊;1974年05期

5 ;“快速成形”園網(wǎng)單缸造紙機(jī)投產(chǎn)的情況[J];上海造紙;1974年02期

6 王運(yùn)贛，林國才，陳國清，駱際煥;快速成形技術(shù)與分層疊紙式快速成形系統(tǒng)[J];鍛壓機(jī)械;1996年03期

7 朱磊,孫進(jìn),喬黎;快速成形技術(shù)在新產(chǎn)品開發(fā)中的應(yīng)用[J];模具技術(shù);2000年05期

8 熊曉明;張連洪;;快速成形技術(shù)的現(xiàn)狀及進(jìn)展[J];金屬成形工藝;2001年06期

9 高炬;快速成形技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用[J];河南化工;2001年11期

10 賴華清,李懷君,徐翔;快速成形技術(shù)及其在鑄造用模制造方面的應(yīng)用[J];鑄造設(shè)備研究;2001年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李滌塵;;快速成形技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r與趨勢[A];第13屆全國特種加工學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

2 沈以赴;黃因慧;余承業(yè);;快速成形技術(shù)中的材料科學(xué)問題[A];西部大開發(fā) 科教先行與可持續(xù)發(fā)展——中國科協(xié)2000年學(xué)術(shù)年會文集[C];2000年

3 王伊卿;劉亞雄;羅成明;趙萬華;;激光快速成形——面向21世紀(jì)的創(chuàng)新技術(shù)[A];第十屆全國特種加工學(xué)術(shù)會議論文集[C];2003年

4 許平;顧紅;李莎;陳磊;朱龍;;快速成形中大尺寸零件的一種處理方法[A];2004年十一省區(qū)市學(xué)術(shù)年會論文集[C];2004年

5 張安鴻;徐人平;;快速成形與個性因子[A];2004年十一省區(qū)市學(xué)術(shù)年會論文集[C];2004年

6 丁冬平;劉順洪;周龍早;;基于焊接的快速成形技術(shù)[A];湖北省暨武漢焊接學(xué)會成立二十五周年2005年焊接學(xué)術(shù)年會文集[C];2005年

7 顏永年;陳立峰;王笠;;快速成形技術(shù)的發(fā)展趨勢和未來[A];特種加工技術(shù)——2001年中國機(jī)械工程學(xué)會年會暨第九屆全國特種加工學(xué)術(shù)年會論文集[C];2001年

8 徐健;吳任東;顏永年;;快速成形技術(shù)在國防建設(shè)上的應(yīng)用[A];特種加工技術(shù)——2001年中國機(jī)械工程學(xué)會年會暨第九屆全國特種加工學(xué)術(shù)年會論文集[C];2001年

9 徐健;吳任東;顏永年;;快速成形技術(shù)在國防建設(shè)上的應(yīng)用[A];2001年中國機(jī)械工程學(xué)會年會暨第九屆全國特種加工學(xué)術(shù)年會論文集[C];2001年

10 黃樹槐;王從軍;;快速市場響應(yīng)的有力工具——快速成形技術(shù)[A];新世紀(jì)科技與湖北經(jīng)濟(jì)發(fā)展——2001首屆湖北科技論壇論文集[C];2001年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 顏永年;“快速成形”產(chǎn)品打入國際市場[N];科技日報;2001年

2 記者 望劍 通訊員 熊世華;宜昌制造業(yè)將推廣快速成形技術(shù)[N];三峽日報;2006年

3 孫仲鳴;快速成形技術(shù)：新世紀(jì)先進(jìn)的首飾制造技術(shù)[N];中國黃金報;2001年

4 孫仲鳴;首飾快速成形技術(shù)的工藝方法[N];中國黃金報;2001年

5 記者 葉勇;引專家入股 中航重機(jī)落實(shí)激光快速成形項目[N];上海證券報;2011年

6 中航工業(yè)制造所 鎖紅波;揭開電子束快速成形技術(shù)的神秘面紗[N];中國航空報;2013年

7 王冀;不該尷尬的新技術(shù)[N];中國汽車報;2003年

8 楊民青;快速制造：一種新的“戰(zhàn)略技術(shù)”[N];經(jīng)濟(jì)參考報;2011年

9 記者 張平陽邋實(shí)習(xí)生 李寧 康榜進(jìn);快速制造國家工程研究項目落戶航空基地[N];西安日報;2007年

10 記者 趙暉;天津高校為神十出力[N];天津日報;2013年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 王衛(wèi)辰;面向快速成形的三維CAD模型直接分層方法研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2010年

2 錢波;快速成形制造關(guān)鍵工藝的研究[D];華中科技大學(xué);2009年

3 王東興;表面彩色模型快速成形中著色數(shù)據(jù)的生成[D];大連理工大學(xué);2005年

4 李建國;新型SLS快速成形控制系統(tǒng)及關(guān)鍵工藝研究[D];西南交通大學(xué);2004年

5 劉冰;快速成形工藝軟件的若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2009年

6 劉厚才;光固化三維打印快速成形關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2009年

7 徐富家;Inconel625合金等離子弧快速成形組織控制及工藝優(yōu)化[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

8 鎖紅波;電子束快速成形TC4鈦合金顯微組織及力學(xué)性能研究[D];華中科技大學(xué);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 宮靜;面曝光快速成形技術(shù)的變形研究[D];西安工程大學(xué);2012年

2 張立波;激光快速成形T250馬氏體時效鋼組織性能的研究[D];航天動力技術(shù)研究院;2016年

3 劉靜波;TA15鈦合金連續(xù)點(diǎn)式鍛壓激光快速成形過程數(shù)值模擬[D];燕山大學(xué);2016年

4 陳鵬;電磁輔助焊接快速成形GH4169合金的組織和力學(xué)性能研究[D];南昌航空大學(xué);2016年

5 楊劍;面曝光快速成形光固化實(shí)驗(yàn)研究[D];西安工程大學(xué);2011年

6 陳明;熔絲沉積快速成形的控制及軟件系統(tǒng)的研究[D];華中科技大學(xué);2004年

7 楊根;面曝光快速成形制作參數(shù)優(yōu)化研究[D];西安工程大學(xué);2012年

8 賀立華;焊接快速成形316L不銹鋼的組織和性能研究[D];南昌航空大學(xué);2015年

9 汪定妮;熔融擠壓快速成形的質(zhì)量控制[D];華中科技大學(xué);2007年

10 王霏;分段沉積/雕銑快速成形工藝中材料沉積裝置研制及其技術(shù)集成[D];華僑大學(xué);2005年

  本文關(guān)鍵詞：電磁輔助焊接快速成形GH4169合金的組織和力學(xué)性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：495254