【摘要】：本文結(jié)合熱力學(xué)平衡相計(jì)算,采用OM、SEM、FE-SEM、EDS、EPMA、TEM、XRD等方法,研究了Ta含量分別為0、1.2%、2.4%、3.5%和4.7%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的FGH4098合金的顯微組織差異,并測試了不同Ta含量熱處理態(tài)合金的力學(xué)性能。主要研究了Ta含量對FGH4098合金γ′相、MC型碳化物和長期時(shí)效過程中TCP相析出行為的影響,分析了合金室溫和高溫力學(xué)性能與組織的關(guān)系,力求得到Ta的最佳含量。本文對了解Ta在第三代粉末高溫合金中的作用具有重要的意義。研究表明:不同Ta含量熱處理態(tài)合金中的析出相種類相同,含量有所差異。Ta主要分布在γ′相中,增加γ′相的含量,增大二次γ′相尺寸,使γ′相組成主要由Ni_3(Al,Ti,Nb)轉(zhuǎn)變?yōu)镹i_3(Al,Ti,Ta,Nb),加劇了二次γ′相由橢球狀向方形轉(zhuǎn)化的傾向,加快長期時(shí)效過程中二次γ′相的長大和分裂;Ta進(jìn)入MC型碳化物,使MC型碳化物均勻分布在晶內(nèi)和晶界處,不再沿原始粉末顆粒邊界(PPB)分布,Ta能夠替代MC型碳化物中的Ti元素,使其組成主要由(Ti,Nb)C變?yōu)?Ta,Ti,Nb)C,且添加Ta元素能夠保持MC型碳化物在高溫下的組織穩(wěn)定性;在650℃~800℃長期時(shí)效過程中,Ta含量較高的合金中會(huì)析出σ相,合金中加Ta會(huì)增大高溫下σ相的析出傾向。隨著合金Ta含量的增加,基于γ′相和MC型碳化物的強(qiáng)化作用,合金的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度略有升高,但變化不大。添加適量的Ta能夠明顯提高合金的高溫塑性和持久性能,降低650℃疲勞裂紋擴(kuò)展速率。添加過量Ta會(huì)嚴(yán)重降低合金的持久性能,這與高Ta含量合金在高溫下析出大量σ相有關(guān)。結(jié)合不同Ta含量合金的組織和性能分析,FGH4098合金中Ta的含量在1.2%~2.4%范圍內(nèi)具有較優(yōu)的綜合力學(xué)性能。
【圖文】：

圖 4-1 熱處理態(tài)不同 Ta 含量 FGH4098 合金的晶粒組織(a), (b) 0%Ta 合金；(c), (d) 1.2%Ta 合金；(e), (f) 2.4%Ta 合金；(g), (h) 3.5%Ta 合金；(i), (j) 4.7%Ta 合金4.2 熱處理態(tài)合金析出相及含量表 4-1 給出了 Ta 含量為 2.4%的熱處理態(tài) FGH4098 合金物理化學(xué)相分析結(jié)果(內(nèi)部實(shí)驗(yàn)報(bào)告，詳見附錄 C)�？梢园l(fā)現(xiàn)，熱處理態(tài) FGH4098 合金中的主要析出相為 γ′相，，含量為 50%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))左右。除此以外，合金中還含有微量 MC 型碳化物和極少 M3B2型硼化物。與熱力學(xué)平衡相計(jì)算結(jié)果(見圖 3-4(a)和圖 3-5(a))不同，熱處理態(tài) 2.4%Ta 合金幾乎不含 M23C6型碳化物和 μ 相。表 4-1 熱處理態(tài) 2.4%Ta 合金物理化學(xué)相分析結(jié)果析出相 γ′ MC M3B2含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù), %) 48.87 0.44 -

21圖 4-2 不同 Ta 含量合金熱處理態(tài) γ′相形貌(a), (b) 0%Ta 合金；(c), (d) 1.2%Ta 合金；(e), (f) 2.4%Ta 合金；(g), (h) 3.5%Ta 合金；(i), (j) 4.7%Ta 合金
【學(xué)位授予單位】：鋼鐵研究總院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG132.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2592710