第二代高性能镍基单晶高温合金的热处理优化及疲劳性能研究

发布时间：2021-07-03 05:54

　　镍基单晶高温合金由于其优异的高温综合性能,而被广泛地应用于制造航天发动机涡轮叶片等耐热部件,随着航空航天工业的迅猛发展,对涡轮叶片的性能要求不断提高,而我国镍基单晶高温合金的研究工作起步较晚,对单晶合金的热处理及各项性能的研究还不够完善,因此,研究及优化高性能镍基单晶合金的热处理工艺及疲劳断裂性能具有重大的科研和实际价值。通过研究一种第二代低铼镍基单晶合金的热处理工艺,并探讨热处理工艺对单晶合金硬度的影响,最后探讨单晶合金高周疲劳的断裂行为。其研究结果如下:通过差热分析得出合金的DSC曲线,确定单晶合金的热处理窗口（即固溶温度区间）,为单晶合金设计多组热处理参数,分析固溶处理前后组织的变化及单晶合金性能（硬度）的变化,从而确定优化后的最佳方案。经过固溶处理后发现:均匀化处理和高温固溶处理几乎完全消除合金的共晶组织和成分偏析,使成分均匀,调整了枝晶臂的尺寸;高温固溶处理的温度影响溶解后又重新析出的γ’相的尺寸、数量和立方度形貌,随着温度的升高,析出γ’相的尺寸不断减小（在1320℃时,尺寸最佳,为355³70nm）,形貌从较为圆润的圆形逐渐变为立方形。研究发现,一次... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 选题意义
    1.2 镍基单晶高温合金的发展
        1.2.1 镍基单晶合金的发展现状
        1.2.2 镍基单晶合金的发展优势
    1.3 镍基单晶合金的相组成和成分特点
        1.3.1 镍基单晶合金相组成
        1.3.2 镍基单晶合金的成分组成
    1.4 单晶合金的强化机理
        1.4.1 固溶强化
        1.4.2 第二相沉淀析出强化
        1.4.3 单晶合金的热处理
    1.5 单晶合金的高周疲劳
    1.6 本课题的意义和研究内容
第二章 实验材料与方法
    2.1 引言
    2.2 实验材料
    2.3 型壳制备
        2.3.1 型壳制备设备
        2.3.2 型壳制备方法
    2.4 单晶合金的制备
        2.4.1 单晶合金的制备设备
        2.4.2 单晶合金的制备方法
    2.5 试样制备及设备
        2.5.1 铸态试样
        2.5.2 热处理设备及试样
        2.5.3 疲劳性能设备及试样
        2.5.4 其他设备
第三章 固溶处理工艺的优化
    3.1 引言
    3.2 差热分析
    3.3 单晶合金的铸态组织
    3.4 均匀化处理对单晶合金的影响
        3.4.1 均匀化温度对单晶合金组织的影响
        3.4.2 均匀化温度对合金相成分的影响
    3.5 固溶处理对单晶合金的影响
        3.5.1 固溶温度对单晶组织的影响
        3.5.2 固溶温度对单晶合金相成分的影响
        3.5.3 固溶温度对单晶合金硬度的影响
    3.6 本章小结
第四章 时效处理工艺的优化及时效硬化
    4.1 引言
    4.2 一次时效对单晶合金的影响
        4.2.1 一次时效温度对单晶合金组织的影响
        4.2.2 一次时效时间对单晶合金组织的影响
    4.3 二次时效对单晶合金的影响
    4.4 单晶合金的短时时效硬化
    4.5 本章小结
第五章 镍基单晶合金的高周疲劳行为
    5.1 引言
    5.2 试验方法
    5.3 单晶合金的高周疲劳极限
        5.3.1 光滑式样的疲劳极限
        5.3.2 缺口试样的疲劳极限
    5.4 单晶合金的缺口敏感性
    5.5 单晶合金的高周疲劳断口
        5.5.1 光滑试样的高周疲劳断口形貌
        5.5.2 缺口试样的高周疲劳断口形貌
    5.6 微观组织演变
    5.7 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的学术论文及其他科研成果



本文编号：3262002