镍基合金DZ125-X定向凝固涡轮叶片的组织研究与工艺优化

发布时间：2024-07-05 04:08

　　涡轮叶片作为航空发动机的关键部件,较高的服役温度和复杂的应力考验使得其成为工况最为恶劣的热端部件。随着航空发动机不断提高推重比,涡轮叶片的工作温度和载荷不断提高,高性能定向凝固涡轮叶片的制造已成为航空发动机发展的核心技术。因此研究定向涡轮叶片的制备、组织优化工艺具有重要的实用意义。本课题针对一种新型镍基定向凝固高温合金,采用高速凝固法(HRS)制备定向涡轮叶片。主要研究了制备过程中关键工艺参数对叶片组织的影响,分析研究了叶片在凝固过程中各阶段组织的演变,观察分析了叶片铸态组织中的枝晶偏析和缩松缺陷,此外也研究了叶片组织的热处理工艺优化及对力学性能的影响。研究结果如下:对于所试验的新型定向高温合金和所制作的涡轮叶片,抽拉速度过慢或过快都使得叶片晶体偏离主应力轴;过慢易造成断晶,过快易导致杂晶。随着抽拉速度的提高,叶片一次枝晶间距和二次枝晶间距减小,共晶含量先减少后增多,γ′强化相尺寸减小。随着型壳保温温度的提高,叶身晶体数目增多,一次枝晶间距、二次枝晶间距和γ′强化相尺寸均减小,共晶含量降低。引晶段随着固液界面的推进,晶体数目减少,取向得到一定优化,一次枝晶间距逐渐增大。自下而上,叶根处...

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1模铸造工艺流程

图1.1模铸造工艺流程[41]Fig.1.1Themainprocessofinvestmentcasting[41]定向凝固技术20世纪50年代以前，涡轮叶片是通过熔模铸造制备的等轴晶叶片过程中往往沿着垂直于主应力轴的横向晶界处产生裂纹源致使叶片固技术的....

图1.2高凝固法示意图

图1.2高凝固法示意图.1.2Theschematicdiagramofhighratesolidificationmeth外又发明了一些定向凝固技术，如德国的液态金属气体冷却法（GCC法）[47]。LMC法结构过于复CC法由于用气体冷却，其气体流动的....

图1.3杂晶组织貌图

基合金DZ125-X定向凝固涡轮叶片的组织研究与工艺优增大，因此，在较高的抽拉速度和温度梯度偏成杂晶；D.Ma等人[58]研究发现在对称铸件定向式以及在炉体中的位置不同造成对称两侧加热和容易产生杂晶；张宏琦等人[59]研究了抽拉速度，随着抽拉速度和变截面尺寸的增大，变截面边....

图1.4定向叶片中雀斑缺陷[61]

江苏大学硕士学位论文凝固试样发现，随着抽拉速度的提高，元素偏析程度Co、W和偏析于枝晶间的元素Al、Ta的偏析系数均的偏析系数接近1，几乎不发生偏析，且不随抽拉速出抽拉速率从40μm/s增大到110μm/s，元素枝晶偏上这种现象的原因可能是由于凝....

本文编号：4001015