鎳基高溫合金因其具有優(yōu)異的高溫性能,如高溫強度、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)動機的動力渦輪機葉片中。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)的稀土元素能顯著提高合金的高溫抗氧化性、耐腐蝕性,同時機械性能也提高。然而,過量添加會增加形成拓樸密堆相的趨勢和富稀土相的出現(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)庫和相圖計算進(jìn)行材料設(shè)計,可以有效減少實驗時間,縮短開發(fā)周期,為新型鎳基高溫合金設(shè)計提供理論指導(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)相圖計算方法對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)評估,且使用平衡合金法對Ni-Al-La體系進(jìn)行相圖測定,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 固溶強化元素
        1.2.2 沉淀強化元素
        1.2.3 晶界強化元素
    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算相圖研究現(xiàn)狀
    1.5 研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
        1.5.1 研究內(nèi)容
        1.5.2 創(chuàng)新點
    1.6 課題來源
第二章 相圖的研究方法
    2.1 相圖的測定
        2.1.1 平衡合金法
        2.1.2 擴散偶法
    2.2 相圖的計算
        2.2.1 相圖計算的原理
        2.2.2 相圖計算的優(yōu)點
        2.2.3 相圖計算的流程
    2.3 相圖計算熱力學(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 亞點陣模型
第三章 Ni–Al–La三元體系相圖測定和熱力學(xué)優(yōu)化
    3.1 文獻(xiàn)數(shù)據(jù)評估
        3.1.1 Ni–Al二元體系文獻(xiàn)數(shù)據(jù)評估
        3.1.2 Ni–La二元體系文獻(xiàn)數(shù)據(jù)評估
        3.1.3 Al–La二元體系文獻(xiàn)數(shù)據(jù)評估
        3.1.4 Ni–Al–La三元體系文獻(xiàn)數(shù)據(jù)評估
    3.2 800℃和1000℃下富鎳角三元相關(guān)系的確定
        3.2.1 實驗過程
        3.2.2 顯微組織和相平衡
        3.2.3 相的測定
    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)評估
        4.1.1 Ni–Al二元體系文獻(xiàn)數(shù)據(jù)評估
        4.1.2 Ni–Nd二元體系文獻(xiàn)數(shù)據(jù)評估
        4.1.3 Al–Nd二元體系文獻(xiàn)數(shù)據(jù)評估
        4.1.4 Ni–Al–Nd三元體系文獻(xiàn)數(shù)據(jù)評估
        4.1.5 Ni–Pr二元體系文獻(xiàn)數(shù)據(jù)評估
        4.1.6 Al–Pr二元體系文獻(xiàn)數(shù)據(jù)評估
        4.1.7 Ni–Al–Pr三元體系文獻(xiàn)數(shù)據(jù)評估
    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
在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號：3942213