鎳基高溫合金具有優(yōu)異的高溫抗氧化性、耐腐蝕性和力學性能,廣泛應用在能源動力、化工、航空等領域。在鎳基高溫合金中,稀土添加可提高合金的綜合性能,尤其是對合金的高溫抗氧化性具有顯著的提升作用。然而在制備鎳基高溫合金過程中,由于稀土元素活性高在熔鑄環(huán)境下極易被燒損,一方面造成稀土元素的損失,嚴重影響稀土元素對鎳基高溫合金的改性作用;另一方面,稀土元素活性強,極易向合金表面偏聚與鑄模坩堝材料發(fā)生界面反應破壞合金表面質量。在稀土添加提高鎳基單晶高溫合金綜合性能的同時,減少因稀土活性強而造成的元素燒損及界面反應十分重要。本文在第二代鎳基單晶高溫合金中添加Y、Y+La、Y+Ca和Y+La+Ca（各元素添加的質量分數(shù)均為0.12%）,采用熔模鑄造法制備出四種不同元素成分的鎳基單晶高溫合金鑄件。無Ca添加時,比較單一添加Y和復合添加Y+La的高溫合金與Al₂O₃基型殼間的界面反應情況,通過對合金與型殼間界面處的形貌、組織觀察和界面反應產(chǎn)物測定,了解稀土元素間的協(xié)同作用,并進行熱力學計算分析其作用機理。添加Ca后,測定鎳基單晶高溫合金在Ca添加前后的稀土含量,計... 

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 鎳基高溫合金的應用及制備
    1.2 稀土元素對鎳基高溫合金的影響
        1.2.1 稀土元素對合金性能的作用
        1.2.2 稀土元素燒損
    1.3 合金與陶瓷間界面反應研究現(xiàn)狀
        1.3.1 界面反應機理概述
        1.3.2 鎳基合金與陶瓷鑄模間界面反應的影響因素
        1.3.3 稀土元素對界面反應的影響
    1.4 鎳基高溫合金的氧化
        1.4.1 合金高溫氧化熱力學
        1.4.2 合金高溫氧化動力學
        1.4.3 高溫合金氧化研究現(xiàn)狀
    1.5 稀土元素對合金高溫氧化的影響
        1.5.1 稀土元素對合金氧化膜生長速率的影響
        1.5.2 稀土元素對氧化膜抗剝落能力的影響
        1.5.3 稀土元素復合添加對高溫合金氧化行為的影響
    1.6 本課題研究目的、意義及主要內容
第二章 試驗材料及研究方法
    2.1 試驗材料及設備
        2.1.1 試驗材料
        2.1.2 試樣制備
        2.1.3 試驗設備
    2.2 試驗內容及方法
        2.2.1 循環(huán)氧化試驗
        2.2.2 技術路線
    2.3 試驗測試及分析
        2.3.1 顯微組織及成分分析
        2.3.2 XPS分析
        2.3.3 TEM分析
        2.3.4 XRD分析
第三章 含Y、La鎳基合金界面反應及氧化行為
    3.1 定向凝固過程中合金與Al2O3型殼間的界面反應
        3.1.1 界面反應層的微觀形貌及元素分布分析
        3.1.2 界面反應產(chǎn)物的價態(tài)分析
        3.1.3 界面反應產(chǎn)物物相分析
        3.1.4 熱力學計算分析
    3.2 含稀土高溫合金在1100oC的循環(huán)氧化行為
        3.2.1 高溫氧化動力學
        3.2.2 氧化膜表面的物相分析
        3.2.3 合金表面氧化膜形貌及成分分析
    3.3 本章小結
第四章 添加Ca含稀土元素合金界面反應及氧化行為
    4.1 定向凝固過程中合金與Al2O3型殼間的界面反應行為
        4.1.1 Ca對合金中稀土元素收得率的影響
        4.1.2 界面反應產(chǎn)物的價態(tài)分析
    4.2 含稀土高溫合金在1100oC的循環(huán)氧化行為
        4.2.1 高溫氧化動力學
        4.2.2 氧化膜表面的物相分析
        4.2.3 合金表面氧化膜形貌及成分分析
        4.2.4 氧化膜截面微觀形貌及成分分析
    4.3 本章小結
第五章 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間的研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3697979