發(fā)布時間：2017-09-09 06:50

  本文關(guān)鍵詞：NCu30-4-2-1合金組織性能及時效相變動力學(xué)研究

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【摘要】：NCu30-4-2-1合金除了具有普通蒙乃爾合金的耐腐蝕性能外,同時還有高的強度和硬度,以及良好的耐磨性能,因而被用于制造航空燃油裝置及其它精密摩擦件。本文主要利用X射線衍射儀、金相顯微鏡、維氏硬度計、場發(fā)射掃描電鏡及能譜儀,研究了NCu30-4-2-1合金時效后觀察析出相的腐蝕方法以及熱處理對NCu30-4-2-1合金顯微組織和力學(xué)性能的影響,推斷了合金的強化機制,并由硬度法結(jié)合JMA方程,研究了NCu30-4-2-1合金等溫時效相變動力學(xué),得出以下結(jié)論:(1)用1g硫酸銨+3g檸檬酸+100mlH2O的溶液作為電解液,在0.04A/cm2的電流密度下腐蝕40s,能夠在場發(fā)射掃描電鏡下較為清晰的觀察NCu30-4-2-1合金時效處理后的析出相。(2)NCu30-4-2-1合金在950℃固溶保溫4h時有極少量未固溶β-Ni3Si相顆粒,但在相同時效條件下,時效析出相的形貌、大小及數(shù)量與較高溫度下完全固溶的合金試樣沒有明顯區(qū)別;同時由于相對較低的固溶溫度下其晶粒更加細(xì)小,且孿晶數(shù)量相對較多而1000℃和1050℃的固溶溫度下晶粒粗大,所以最終950℃固溶保溫4h的試樣時效后的維氏硬度值更高,即細(xì)晶強化作用對合金最終強化有一定的貢獻。(3)NCu30-4-2-1合金經(jīng)950℃固溶保溫4h后在500℃-650℃時效過程中,析出相?′-Ni3Si在晶粒內(nèi)部均勻析出分布,并隨著時效溫度升高,析出相?′-Ni3Si顆粒逐漸變得更加細(xì)小均勻。合金在500℃-650℃時效過程中,隨著時效溫度的升高,合金維氏硬度值逐漸增大;在同一時效溫度下,隨著時效時間增加,合金硬度先上升后略有下降,之后基本保持不變。并以此推斷NCu30-4-2-1合金時效強化是Orowan機制和切過機制共同作用的結(jié)果,其中?′-Ni3Si相的Orowan機制是主要的強化機制。(4)根據(jù)NCu30-4-2-1合金不同溫度下等溫時效的硬度值,結(jié)合JMA方程計算出了各溫度下的Avrami指數(shù)n及k值,并由此推導(dǎo)出了合金在各試驗溫度下的相變動力學(xué)方程,計算出了NCu30-4-2-1合金的?′-Ni3Si相的相變激活能E=42.45KJ/mol。結(jié)合反應(yīng)機理方程,揭示了NCu30-4-2-1合金的在500℃-650℃等溫時效過程是三維擴散的反應(yīng)機制。(5)由合金硬度推導(dǎo)并計算繪制出了NCu30-4-2-1合金在500℃-650℃TTT圖,并結(jié)合?′-Ni3Si相在500℃-650℃的析出規(guī)律和擴散型相變均勻形核的規(guī)律斷定:?′-Ni3Si相析出速率最快溫度在650℃附近,500℃-650℃是在?′-Ni3Si相“C”曲線鼻尖溫度以下部分。
【關(guān)鍵詞】：NCu30-4-2-1合金 固溶時效 顯微組織 強化機制 相變動力學(xué)
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG156;TG133.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-19
• 1.1 引言8
• 1.2 蒙乃爾合金概述8-14
• 1.2.1 蒙乃爾合金的分類9-10
• 1.2.2 蒙乃爾合金的發(fā)展及應(yīng)用10-11
• 1.2.3 高硅鎳銅合金的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.4 合金強化方法12-14
• 1.3 相變動力學(xué)14-17
• 1.3.1 等溫相變動力學(xué)14-15
• 1.3.2 相變動力學(xué)及研究方法15-17
• 1.4 本課題的目的及意義17-18
• 1.5 本課題的主要研究內(nèi)容18-19
• 第二章 試驗過程及研究方法19-24
• 2.1 試驗材料19
• 2.2 試驗儀器設(shè)備19-20
• 2.3 試驗流程20
• 2.4 熱處理試驗20-21
• 2.4.1 固溶處理20-21
• 2.4.2 時效處理21
• 2.5 組織觀察21-22
• 2.5.1 金相組織觀察21
• 2.5.2 掃描電鏡觀察21-22
• 2.6 X射線衍射分析22
• 2.7 顯微硬度測試22-24
• 第三章 熱處理工藝對NCu30421 合金組織與性能的影響24-44
• 3.1 引言24-25
• 3.2 NCu3042-1 合金時效組織腐蝕工藝25-28
• 3.3 固溶處理對NCu3042-1 合金組織與性能的影響28-35
• 3.3.1 合金鑄態(tài)組織分析28-29
• 3.3.2 固溶處理工藝對合金的影響29-32
• 3.3.3 固溶工藝對時效效果的影響32-35
• 3.4 時效處理對NCu30421 合金組織與性能的影響35-39
• 3.4.1 500℃時效NCu3042-1 合金的組織變化35-36
• 3.4.2 550℃時效NCu3042-1 合金的組織變化36-37
• 3.4.3 600℃時效NCu3042-1 合金的組織變化37-38
• 3.4.4 650℃時效NCu3042-1 合金的組織變化38-39
• 3.5 NCu3042-1 合金維氏硬度39-41
• 3.6 NCu3042-1 合金 500-650℃強化機制討論41-43
• 3.7 小結(jié)43-44
• 第四章 NCu30421 合金等溫時效相變動力學(xué)44-55
• 4.1 引言44
• 4.2 NCu3042-1 合金等溫時效時效動力學(xué)計算44-50
• 4.2.1 等溫相變相關(guān)的計算公式44-45
• 4.2.2 NCu3042-1 合金JMA方程特征參數(shù)的計算45-50
• 4.3 NCu3042-1 合金時效相轉(zhuǎn)變機制50-52
• 4.4 NCu3042-1 合金TTT圖52-54
• 4.5 小結(jié)54-55
• 第五章 結(jié)論55-56
• 參考文獻56-60
• 致謝60-61

【參考文獻】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 關(guān)文秀;高硅鎳銅合金NCu30-4-2-1的組織優(yōu)化工藝研究[D];南昌航空大學(xué);2013年

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本文編號：818944