脈沖電流凝固技術(shù)是一種可有效改善合金凝固組織的技術(shù),本文將不同參數(shù)的脈沖電流引入Ti-45.5Al-4Cr-2.5Nb（at.%）合金連續(xù)凝固過程中,對制備的合金進(jìn)行組織觀察與室溫力學(xué)性能測試,研究不同參數(shù)脈沖電流對Ti Al基合金凝固組織與性能的影響。為分析脈沖電流的作用機(jī)理,采用有限元數(shù)值模擬軟件分析了脈沖電流作用下合金的磁場、洛倫茲力、溫度場分布,分析了脈沖電流對Ti Al基合金凝固組織作用機(jī)理。最后為進(jìn)一步改善合金的凝固組織與性能,對不同參數(shù)脈沖電流作用下凝固的Ti Al基合金進(jìn)行熱處理,研究了熱處理對合金組織與室溫力學(xué)性能的影響。本文通過水冷銅坩堝電磁感應(yīng)熔煉爐熔煉Ti-45.5Al-4Cr-2.5Nb合金鑄錠,從鑄錠上切取料棒用于脈沖電流作用下的連續(xù)凝固實(shí)驗(yàn),合金組織觀察結(jié)果表明,脈沖電流作用下制備的合金宏觀組織具有一定程度的定向特征,微觀組織主要由γ/B2長條狀組織與夾在其間的γ/B2片層組成,經(jīng)過分析Ti-45.5Al-4Cr-2.5Nb合金的凝固與固態(tài)相變路徑為L→β+L→β→α+β→α→α+γ→α+γ+B2→α2+γ+B2。脈沖電流參數(shù)對合金組織與性能的影響規(guī)律表明... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【圖文】：

幾種高溫合金性能對比[1]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-4-圖1-2Ga-In-Sn熔體內(nèi)流場[13]圖1-3隔離網(wǎng)實(shí)驗(yàn)制備的鑄錠[14]a)隔離網(wǎng)上端不封口；b)隔離網(wǎng)上端封口；c)下部隔離網(wǎng)上端封口1.2.3脈沖電流對典型金屬材料凝固組織與性能的影響Nakada[12]等人對Pb-Sn合金熔體進(jìn)行脈沖電流處理，發(fā)現(xiàn)脈沖電流在熔體中不同位置產(chǎn)生洛倫茲力不同，形成壓力梯度，剪切力破碎枝晶，破碎的枝晶作為晶核生長形成了細(xì)小的等軸晶組織，從而細(xì)化了合金的組織。Barnak[16]等人對Pb-Sn合金熔體進(jìn)行脈沖電流處理，發(fā)現(xiàn)脈沖電流作用下提高了合金熔體過冷度，凝固組織晶粒尺寸隨脈沖電流密度的增大而減小，晶粒細(xì)化的原因是脈沖電流改變了固液界面能與吉布斯自由能，降低形核功引起形核率上升。哈爾濱工業(yè)大學(xué)陳占興[17]等人對脈沖電流作用下冷坩堝定向凝固Ti-48Al-

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-4-圖1-2Ga-In-Sn熔體內(nèi)流場[13]圖1-3隔離網(wǎng)實(shí)驗(yàn)制備的鑄錠[14]a)隔離網(wǎng)上端不封口；b)隔離網(wǎng)上端封口；c)下部隔離網(wǎng)上端封口1.2.3脈沖電流對典型金屬材料凝固組織與性能的影響Nakada[12]等人對Pb-Sn合金熔體進(jìn)行脈沖電流處理，發(fā)現(xiàn)脈沖電流在熔體中不同位置產(chǎn)生洛倫茲力不同，形成壓力梯度，剪切力破碎枝晶，破碎的枝晶作為晶核生長形成了細(xì)小的等軸晶組織，從而細(xì)化了合金的組織。Barnak[16]等人對Pb-Sn合金熔體進(jìn)行脈沖電流處理，發(fā)現(xiàn)脈沖電流作用下提高了合金熔體過冷度，凝固組織晶粒尺寸隨脈沖電流密度的增大而減小，晶粒細(xì)化的原因是脈沖電流改變了固液界面能與吉布斯自由能，降低形核功引起形核率上升。哈爾濱工業(yè)大學(xué)陳占興[17]等人對脈沖電流作用下冷坩堝定向凝固Ti-48Al-

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]脈沖電磁場在金屬熔體中的電磁效應(yīng)及其應(yīng)用[J]. 徐燕祎,翟啟杰.  上海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020(01)
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[3]脈沖電流作用下TiAl合金凝固組織演變及形成機(jī)理[J]. 陳占興,丁宏升,陳瑞潤,郭景杰,傅恒志.  金屬學(xué)報(bào). 2019(05)
[4]高密度脈沖電流對Fe-B共晶合金熔體過冷度的影響[J]. 馬騰,郝維新,孫曉思,張俊婷,耿桂宏.  鑄造技術(shù). 2018(06)
[5]TiAl合金及其焊接技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 陳源,王少剛,王子伊,趙雅萱,葉慶豐,趙禮.  材料開發(fā)與應(yīng)用. 2018(01)
[6]徑流式車用鈦鋁合金增壓器渦輪葉片高溫持久壽命研究[J]. 王正,李勝,楊策,張煒,劉繼林.  車用發(fā)動(dòng)機(jī). 2017(06)
[7]TiAl-Nb基合金多元合金化的研究進(jìn)展和應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 李軒,郭寶匯,李秀蘭,謝文玲.  熱加工工藝. 2017(24)
[8]脈沖電流對Al-Cu-Mg合金凝固過程中熱裂紋的影響[J]. 張萬高,胡仕成,沈健,田郁林.  有色金屬工程. 2017(06)
[9]有利于鑄造TiAl合金增壓器渦輪葉片可靠性的組織設(shè)計(jì)[J]. 朱春雷,李勝,張繼.  材料工程. 2017(06)
[10]熱處理工藝對鑄造TiAl基合金組織及性能的影響[J]. 包春玲,張有為,趙軍,謝華生.  沈陽航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(02)

博士論文
[1]冷坩堝定向凝固Ti-（43-48）Al-2Cr-2Nb合金組織與力學(xué)性能[D]. 王永喆.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]定向凝固Ti-46Al-2Cr-2Nb合金的領(lǐng)先相選擇及其取向變化規(guī)律[D]. 張?jiān)?哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013

碩士論文
[1]Nb含量對TiAl基合金組織與性能的影響[D]. 蔣孟玲.中南大學(xué) 2014



本文編號：2983735