鎳基高溫合金優(yōu)異的高溫蠕變強度、抗疲勞性能、抗氧化和抗熱腐蝕性能主要得益于合金內(nèi)部Ni3X結(jié)構(gòu)的γ’有序沉淀相,而γ’相的形貌、顆粒大小和體積分數(shù),取決于合金成分和時效溫度。因此,研究鎳基高溫合金γ’相沉淀動力學,可為合金設(shè)計、熱處理和組織演變提供理論參考。本文利用相場法和實驗(TEM)研究了 Ni-Al合金中γ’相的沉淀過程,闡明了成分、時效溫度和冷卻方式對γ’相連續(xù)沉淀動力學的影響規(guī)律。根據(jù)動力學變化規(guī)律,γ’相的連續(xù)沉淀過程可分為形核與長大、長大和粗化以及穩(wěn)態(tài)粗化階段。γ’相體積分數(shù)在穩(wěn)態(tài)粗化階段達到平衡,且隨著Al濃度的增加而升高。γ’相顆粒數(shù)密度呈現(xiàn)形核與長大階段上升、長大和粗化以及穩(wěn)態(tài)粗化階段下降的趨勢,且變化速率隨Al濃度的增加而增大。γ’相顆粒平均半徑<r>與時效時間tn指數(shù)關(guān)系表明:時間指數(shù)n在長大和粗化階段與經(jīng)典LSW理論值0.33接近。γ’相的粗化速率隨著A1濃度的增加而增加。粒徑分布寬度在形核與長大階段變寬,在長大和粗化階段變窄,進入穩(wěn)態(tài)粗化階段后,其寬度增加,且寬度和Al濃度的變化無明顯關(guān)系。反相Ni-Al合金中γ相粒徑分布寬度隨Al濃度的增加而變...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 鎳基高溫合金
        1.2.1 鎳基高溫合金的特點
        1.2.2 鎳基合金沉淀動力學理論
    1.3 鎳基高溫合金強化機理
        1.3.1 固溶強化
        1.3.2 沉淀強化
    1.4 相場法
        1.4.1 界面模型
        1.4.2 亞點陣下的序參數(shù)場
    1.5 Ni-Al合金γ'相沉淀行為的研究進展
    1.6 本文的研究內(nèi)容及思路
2 相場模型和實驗方法
    2.1 相場模型的建立
        2.1.1 自由能函數(shù)的構(gòu)建
        2.1.2 動力學方程
    2.2 相場模型的數(shù)值解法
        2.2.1 方程的無量綱化
        2.2.2 傅里葉算法求解
        2.2.3 相場模型參數(shù)
    2.3 樣品的制備與熱處理
        2.3.1 樣品的制備
        2.3.2 樣品的熱處理
        2.3.3 電鏡樣品的制備
    2.4 實驗方案
    2.5 分析與檢測方法
    2.6 實驗材料的成分測定
3 成分對Ni-Al合金連續(xù)沉淀動力學的影響
    3.1 引言
    3.2 彈性不均勻性對Ni-Al合金微觀形貌的影響
    3.3 Ni-15at.%Al合金γ'相微觀組織演化
    3.4 Ni-15at.%Al合金γ'相沉淀動力學規(guī)律
    3.5 成分對γ'相微觀形貌的影響
    3.6 成分對γ'相連續(xù)沉淀動力學規(guī)律的影響
        3.6.1 成分對γ'相體積分數(shù)的影響
        3.6.2 Ni-15.4at.%Al合金γ'相連續(xù)沉淀動力學規(guī)律
        3.6.3 Ni-15.6at.%Al合金γ'相連續(xù)沉淀動力學規(guī)律
        3.6.4 Ni-1 5.8at.%Al合金γ'相連續(xù)沉淀動力學規(guī)律
    3.7 成分對析出相粒徑分布的影響
        3.7.1 成分對Ni-Al合金γ'相粒徑分布的影響
        3.7.2 成分對反相Ni-Al合金γ相粒徑分布的影響
    3.8 本章小結(jié)
4 溫度對Ni-Al合金連續(xù)沉淀動力學的影響
    4.1 引言
    4.2 溫度對γ'相微觀形貌的影響
        4.2.1 γ'相三維微觀形貌演化
        4.2.2 γ'相時效微觀形貌演化
        4.2.3 γ'相統(tǒng)計分析方法
    4.3 溫度對γ'相連續(xù)沉淀動力學的影響
        4.3.1 溫度對γ'相體積分數(shù)的影響
        4.3.2 溫度對γ'相粒徑分布的影響
        4.3.3 溫度對γ'相平均半徑的影響
    4.4 冷卻方式對γ'相連續(xù)沉淀動力學的影響
        4.4.1 冷卻方式對γ'相平均半徑的影響
        4.4.2 冷卻方式對γ'相體積分數(shù)的影響
        4.4.3 冷卻方式對γ'相粒徑分布的影響
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻
附錄



本文編號：3844236