鎳基高溫合金具有優(yōu)良的高溫力學(xué)性能、組織穩(wěn)定性和抗腐蝕性能,是先進航空發(fā)動機渦輪盤等關(guān)鍵部件的首選材料。FGH98合金是我國正在研制的先進航空發(fā)動機渦輪盤用第三代鎳基粉末高溫合金,其航空發(fā)動機渦輪盤制備工藝路線為:氬氣霧化制粉+熱等靜壓+熱擠壓+等溫鍛造+雙性能熱處理,其中與熱變形和熱處理等制備工藝、微觀組織、性能表征、化學(xué)成分優(yōu)化設(shè)計等密切相關(guān)的若干問題,亟待進一步的深入研究。本論文有針對性地重點研究了熱擠壓態(tài)FGH98合金的熱變形行為及其對后續(xù)熱處理態(tài)組織演變的影響特點與規(guī)律、加熱-保溫-冷卻過程中γ’相溶解與析出行為及規(guī)律、拉伸和蠕變性能表征及拉伸變形機制與蠕變變形機制,以及FGH98合金化學(xué)成分評估與可能的優(yōu)化方向等內(nèi)容。本文首先采用熱模擬技術(shù)研究了熱擠壓態(tài)FGH98合金的熱變形行為及其對后續(xù)熱處理態(tài)組織的影響,采用的變形溫度、應(yīng)變速率和真應(yīng)變分別為1060～1165℃、0.005～10 s-1 和 0.7。發(fā)現(xiàn) 1060～1130℃,應(yīng)變速率 0.005～0.02 s-1是其最佳等溫鍛造熱變形工藝窗口,此范圍內(nèi)變形,合金可發(fā)生超塑性變形或完成完全動態(tài)再結(jié)晶,并獲得均勻細小的等...

【文章頁數(shù)】：143 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 文獻綜述
    2.1 鎳基粉末高溫合金發(fā)展現(xiàn)狀
    2.2 鎳基粉末高溫合金渦輪盤制備工藝
        2.2.1 母合金冶煉工藝
        2.2.2 粉末制備與粉末預(yù)處理工藝
        2.2.3 粉末熱固結(jié)工藝
        2.2.4 渦輪盤成形工藝
        2.2.5 熱處理工藝
    2.3 鎳基粉末高溫合金成分特征
    2.4 鎳基粉末高溫合金組織特征
        2.4.1 γ'相
        2.4.2 碳化物、硼化物
    2.5 鎳基粉末高溫合金組織調(diào)控研究進展
    2.6 鎳基粉末高溫合金性能研究進展
    2.7 研究意義與內(nèi)容
3 FGH98合金熱變形行為及其對后續(xù)熱處理態(tài)組織影響
    3.1 實驗材料與方法
    3.2 熱擠壓態(tài)FGH98合金顯微組織
    3.3 熱擠壓態(tài)FGH98合金熱變形行為特征
    3.4 熱擠壓態(tài)FGH98合金本構(gòu)模型的構(gòu)建
        3.4.1 峰值應(yīng)力本構(gòu)模型
        3.4.2 應(yīng)變補償本構(gòu)模型
    3.5 熱變形組織與熱加工性能
        3.5.1 變形溫度對變形組織的影響
        3.5.2 應(yīng)變速率對變形組織的影響
        3.5.3 熱擠壓態(tài)FGH98合金熱加工性能
    3.6 變形條件對過固溶處理顯微組織影響
        3.6.1 變形溫度對過固溶熱處理顯微組織影響
        3.6.2 應(yīng)變速率對過固溶熱處理顯微組織影響
    3.7 變形條件對亞固溶處理影響
        3.7.1 變形溫度對亞固溶熱處理顯微組織影響
        3.7.2 應(yīng)變速率對亞固溶熱處理顯微組織影響
    3.8 本章小結(jié)
4 FGH98合金γ'相溶解與析出行為
    4.1 實驗材料與方法
    4.2 FGH98合金等溫鍛造態(tài)γ'相形貌
    4.3 γ'相溶解行為
        4.3.1 連續(xù)加熱過程中γ'相形貌變化
        4.3.2 加熱時間對γ'相形貌的影響
        4.3.3 γ'相溶解行為影響因素分析
        4.3.4 γ'相溶解動力學(xué)分析
        4.3.5 γ'相溶解過程中的團聚與粗化行為
    4.4 γ'相的析出行為
        4.4.1 冷卻過程中γ'相的演變
        4.4.2 冷卻過程中γ'相析出機理與形貌演變規(guī)律
    4.5 本章小結(jié)
5 FGH98合金拉伸和蠕變變形行為與機制
    5.1 實驗材料與方法
    5.2 溫度對合金拉伸行為的影響
        5.2.1 固溶處理顯微組織
        5.2.2 不同溫度下的拉伸性能
        5.2.3 拉伸變形后的顯微組織
    5.3 γ'相尺寸對合金拉伸行為的影響
        5.3.1 不同冷卻方式下時效后顯微組織
        5.3.2 不同冷卻方式下合金750 ℃拉伸性能
        5.3.3 拉伸變形后顯微組織
    5.4 合金拉伸變形行為與機制
        5.4.1 拉伸變形機制
        5.4.2 溫度對拉伸變形行為的影響
        5.4.3 γ'相尺寸對拉伸行為的影響
    5.5 合金的蠕變變形行為與機制
        5.5.1 熱處理后合金顯微組織
        5.5.2 蠕變性能曲線
        5.5.3 蠕變后顯微組織特征
        5.5.4 顯微組織對蠕變的影響
        5.5.5 蠕變變形機制
    5.6 本章小結(jié)
6 FGH98合金的化學(xué)成分評估分析
    6.1 FGH98合金的相組成
    6.2 合金元素對平衡相析出規(guī)律的影響
        6.2.1 固溶強化元素的影響
        6.2.2 析出強化元素的影響
        6.2.3 特定合金元素組合比對合金平衡相的影響
        6.2.4 晶界強化元素的影響
    6.3 合金元素對性能影響
        6.3.1 合金元素對抗蠕變性能的影響
        6.3.2 合金元素對抗氧化性能的影響
    6.4 本章小結(jié)
7 結(jié)論
8 主要創(chuàng)新點
參考文獻
作者簡介及在學(xué)研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3833166