本文關(guān)鍵詞：硼對(duì)鎳基單晶高溫合金顯微組織的影響

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【摘要】：鎳基高溫合金因其優(yōu)異的高溫性能、良好的抗氧化性和抗腐蝕性而被廣泛應(yīng)用于航空工業(yè)和工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)等領(lǐng)域。鎳基高溫合金的發(fā)展決定了航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展,也決定了航空工業(yè)的發(fā)展。目前對(duì)于合金成分對(duì)單晶高溫合金的影響已有大量的研究,主要是難熔元素Re、Ru和微量元素C、Hf對(duì)單晶高溫合金的影響居多,但微量元素B對(duì)于單晶高溫合金方面的研究還很缺少。本文對(duì)含B量不同的高溫合金進(jìn)行了高溫定向凝固,通過調(diào)整B的含量以及抽拉速率,研究微量元素B對(duì)鎳基單晶高溫合金凝固組織以及熱處理后組織的影響。獲得的主要結(jié)論如下:1.四種試樣的鑄態(tài)組織都為枝晶組織,且在枝晶間分布著γ/γ′共晶、碳化物等組織。隨著B含量的增加,枝晶間共晶組織的體積分?jǐn)?shù)隨之增加,共晶向外延伸的γ′也變成粗大狀;碳化物的體積分?jǐn)?shù)也隨之增加,碳化物的形貌有從片層狀向針狀到塊狀變化的趨勢(shì),且其尺寸也隨之減小。2.硼的添加對(duì)合金的一次枝晶間距和增強(qiáng)相γ′的尺寸無明顯影響。B含量的增加對(duì)枝晶組織元素偏析的影響:W、Re在B含量為0.010%時(shí)K'值達(dá)到最大值,表明此時(shí)其嚴(yán)重偏析于枝晶干;Mo、Cr的K'值逐漸接近1,表明其較均勻分布于組織。其他元素如Ni、Co的無明顯變化。3.硼含量的增加對(duì)平界面固液界面處元素偏析的影響:Re、W元素的分凝系數(shù)明顯增加;Mo、Ta的分凝系數(shù)隨B含量的增加出現(xiàn)先增后減的趨勢(shì);B為0.005%時(shí),其分凝系數(shù)最大;Cr、Co分凝系數(shù)變化不大,其分凝系數(shù)在1附近。4.硼含量的增加會(huì)降低液相線溫度,同時(shí)也會(huì)減小合金的凝固溫度范圍。而γ′相的析出溫度卻隨著B含量的增加而增加。合金經(jīng)過不同熱處理制度的處理,γ′相尺寸由鑄態(tài)組織的大小不一到熱處理后的γ′組織尺寸均勻分布,γ′相的形貌也由不規(guī)則狀向規(guī)則的正方形變化。5.隨著B含量的增加,熱處理后γ′相的形貌有從規(guī)則的正方形向圓形變化的趨勢(shì),即B有使γ′相頂角鈍化的趨勢(shì);γ′相尺寸變化不明顯。
【關(guān)鍵詞】：鎳基單晶高溫合金 硼 鑄態(tài)組織 熱處理
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG132.3
【目錄】：

• 摘要2-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-21
• 1.1 研究背景8-10
• 1.2 單晶的成分發(fā)展以及合金元素的作用10-13
• 1.2.1 單晶高溫合金的成分變化10-11
• 1.2.2 高溫中各合金元素的作用11-13
• 1.3 單晶的制備技術(shù)13-14
• 1.3.1 Bridgman高速凝固法(HRS)13
• 1.3.2 液態(tài)金屬冷卻法(LMC)13-14
• 1.4 單晶高溫合金的強(qiáng)化機(jī)制14
• 1.5 單晶高溫合金的凝固方式14-15
• 1.5.1 枝晶競(jìng)爭(zhēng)生長(zhǎng)14-15
• 1.5.2 螺旋選晶法15
• 1.6 單晶高溫合金的凝固組織15-17
• 1.7 微量元素對(duì)高溫合金影響的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.8 本文研究目的及研究?jī)?nèi)容18-21
• 2 實(shí)驗(yàn)方法21-27
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料21-22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備裝置22-23
• 2.2.1 爐體22-23
• 2.2.2 真空系統(tǒng)23
• 2.2.3 抽拉系統(tǒng)23
• 2.2.4 電力系統(tǒng)23
• 2.3 金相顯微鏡23-24
• 2.4 掃描電鏡24
• 2.5 電子探針微區(qū)成分分析24-25
• 2.6 合金中γ′相的形貌描述25-26
• 2.7 DSC實(shí)驗(yàn)26-27
• 3 B對(duì)單晶高溫合金鑄態(tài)組織的影響27-45
• 3.1 引言27
• 3.2 單晶的鑄態(tài)金相組織27-28
• 3.3 SEM顯微組織觀察28-38
• 3.3.1 B對(duì)共晶組織的影響28-32
• 3.3.2 B對(duì)碳化物組織的影響32-35
• 3.3.3 B對(duì)枝晶組織的影響35-38
• 3.4 B對(duì)合金元素偏析的影響38-44
• 3.4.1 B對(duì)于平界面合金元素偏析的影響38-42
• 3.4.2 B對(duì)枝晶組織元素偏析的影響42-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 4 熱處理對(duì)單晶高溫合金組織的影響45-53
• 4.1 引言45
• 4.2 DSC差熱分析45-46
• 4.3 B對(duì)合金凝固路徑的影響46-47
• 4.4 熱處理制度的確定47
• 4.5 熱處理前試樣的鑄態(tài)組織47-48
• 4.6 不同熱處理制度對(duì)試樣顯微組織的影響48-49
• 4.7 不同熱處理制度對(duì)碳化物的影響49-51
• 4.8 不同熱處理制度對(duì)合金試樣的γ′相影響51-52
• 4.9 本章小結(jié)52-53
• 5 B對(duì)熱處理后單晶高溫合金組織的影響53-58
• 5.1 引言53
• 5.2 B對(duì)同種熱處理制度下組織初熔孔洞的影響53
• 5.3 B對(duì)同種熱處理下γ′相的影響53-55
• 5.4 B對(duì)同種熱處理制度下碳化物的影響55-57
• 5.5 本章小結(jié)57-58
• 6 總結(jié)與展望58-60
• 致謝60-61
• 參考文獻(xiàn)61-66
• 附錄66

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