鎳基高溫合金因其具有優(yōu)異的高溫性能,如高溫強(qiáng)度、抗蠕變性、抗疲勞性、抗氧化性和耐熱腐蝕被廣泛用于現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力渦輪機(jī)葉片中。鎳基高溫合金的優(yōu)異性能歸功于添加Al、Mo、Cr、W、V和Ti等元素。除了這些元素,發(fā)現(xiàn)添加少量(ppm級(jí))的稀土元素能顯著提高合金的高溫抗氧化性、耐腐蝕性,同時(shí)機(jī)械性能也提高。然而,過量添加會(huì)增加形成拓樸密堆相的趨勢(shì)和富稀土相的出現(xiàn)從而使合金性能劣化,因此控制稀土的添加量十分重要。利用熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫和相圖計(jì)算進(jìn)行材料設(shè)計(jì),可以有效減少實(shí)驗(yàn)時(shí)間,縮短開發(fā)周期,為新型鎳基高溫合金設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)。然而,關(guān)于含有稀土元素的多組分鎳基合金的相圖計(jì)算研究很少。因此,建立含有稀土元素的多組分鎳基高溫合金數(shù)據(jù)庫,為新型鎳基高溫合金的開發(fā)提供理論指導(dǎo)具有重要意義。本工作主要通過CALculation of PHAse Diagram(CALPHAD)相圖計(jì)算方法對(duì)Ni–Al–La、Ni–Al–Nd和Ni–Al–Pr三元體系及其相應(yīng)的子體系進(jìn)行熱力學(xué)評(píng)估,且使用平衡合金法對(duì)Ni-Al-La體系進(jìn)行相圖測(cè)定,為含有稀土元素的多組分鎳基高溫合金熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫的建立提供基礎(chǔ)。本論文的...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 鎳基高溫合金概述
    1.2 合金元素在鎳基高溫合金中的作用
        1.2.1 固溶強(qiáng)化元素
        1.2.2 沉淀強(qiáng)化元素
        1.2.3 晶界強(qiáng)化元素
    1.3 稀土元素在鎳基合金中的作用
        1.3.1 釔(Y)
        1.3.2 鑭(La)
        1.3.3 鈰(Ce)
        1.3.4 釹(Nd)
    1.4 含稀土元素鎳基合金計(jì)算相圖研究現(xiàn)狀
    1.5 研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
        1.5.1 研究?jī)?nèi)容
        1.5.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    1.6 課題來源
第二章 相圖的研究方法
    2.1 相圖的測(cè)定
        2.1.1 平衡合金法
        2.1.2 擴(kuò)散偶法
    2.2 相圖的計(jì)算
        2.2.1 相圖計(jì)算的原理
        2.2.2 相圖計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)
        2.2.3 相圖計(jì)算的流程
    2.3 相圖計(jì)算熱力學(xué)模型
        2.3.1 純物質(zhì)的熱力學(xué)描述
        2.3.2 置換溶體模型
        2.3.3 締合物模型
        2.3.4 亞點(diǎn)陣模型
第三章 Ni–Al–La三元體系相圖測(cè)定和熱力學(xué)優(yōu)化
    3.1 文獻(xiàn)數(shù)據(jù)評(píng)估
        3.1.1 Ni–Al二元體系文獻(xiàn)數(shù)據(jù)評(píng)估
        3.1.2 Ni–La二元體系文獻(xiàn)數(shù)據(jù)評(píng)估
        3.1.3 Al–La二元體系文獻(xiàn)數(shù)據(jù)評(píng)估
        3.1.4 Ni–Al–La三元體系文獻(xiàn)數(shù)據(jù)評(píng)估
    3.2 800℃和1000℃下富鎳角三元相關(guān)系的確定
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)過程
        3.2.2 顯微組織和相平衡
        3.2.3 相的測(cè)定
    3.3 熱力學(xué)模型
        3.3.1 溶體相
        3.3.2 二元化合物
        3.3.3 三元化合物
    3.4 計(jì)算結(jié)果與討論
        3.4.2 Ni–La二元體系
        3.4.3 Al–La二元體系
        3.4.4 Ni–Al–La三元體系
    3.5 本章小結(jié)
第四章 Ni–Al–(Nd、Pr)三元體系熱力學(xué)優(yōu)化
    4.1 文獻(xiàn)數(shù)據(jù)評(píng)估
        4.1.1 Ni–Al二元體系文獻(xiàn)數(shù)據(jù)評(píng)估
        4.1.2 Ni–Nd二元體系文獻(xiàn)數(shù)據(jù)評(píng)估
        4.1.3 Al–Nd二元體系文獻(xiàn)數(shù)據(jù)評(píng)估
        4.1.4 Ni–Al–Nd三元體系文獻(xiàn)數(shù)據(jù)評(píng)估
        4.1.5 Ni–Pr二元體系文獻(xiàn)數(shù)據(jù)評(píng)估
        4.1.6 Al–Pr二元體系文獻(xiàn)數(shù)據(jù)評(píng)估
        4.1.7 Ni–Al–Pr三元體系文獻(xiàn)數(shù)據(jù)評(píng)估
    4.2 熱力學(xué)模型
        4.2.1 溶體相
        4.2.2 二元化合物
        4.2.3 三元化合物
    4.3 Ni–Al–Nd三元體系計(jì)算結(jié)果與討論
        4.3.1 Ni–Nd二元系
        4.3.2 Al–Nd二元系
        4.3.3 Ni–Al–Nd三元體系
    4.4 Ni–Al–Pr三元體系計(jì)算結(jié)果與討論
        4.4.1 Ni–Pr二元系
        4.4.2 Al–Pr二元系
        4.4.3 Ni–Al–Pr三元體系
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
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本文編號(hào)：3942213