一种富Cr镍基单晶高温合金中取向与微观组织转变的联系

发布时间：2017-04-01 09:12

  本文关键词：一种富Cr镍基单晶高温合金中取向与微观组织转变的联系，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：Ni基单晶高温合金是飞机发动机叶片的主要材料,发动机苛刻的服役条件要求它同时兼备优异的高温强度、抗氧化性和抗腐蚀性。在Ni基单晶高温合金变形过程中,取向决定了所启动的滑移系数量,从而导致变形速率不同,进而影响其服役寿命。大量研究表明,[001]取向的合金具有最优异的高温性能,因此确保该取向的单晶度对合金服役寿命的保证具有重要意义。在蠕变过程中,蠕变约束端的束缚作用和位错的运动都会造成合金取向的变化。研究合金取向的变化机理,对于控制取向转变和合金性能具有重要的指导意义。然而关于蠕变过程中取向转变的内在机理,即取向转变与微观组织之间的联系尚不清晰。本研究选取一种富Cr镍基单晶高温合金作为研究对象,研究该合金在蠕变和时效过程中所造成的取向变化,以及取向变化与微观组织演变之间的联系。本研究的目的在于揭示:(1)蠕变过程中的取向转变会不会导致合金内部{111}112滑移系的启动,进而形成切割gγ所需112不全位错,即112不全位错的形成机理如何;(2)关于gγ的切割,有扩展位错(一个1/3112,一个1/6112不全位错及这两根不全位错之间的层错)和1/2110全位错对两种,这两种机制分别在什么时候是择优启动;(3)温度对于合金取向的有何影响。通过研究得出:(1)112不全位错来自于110全位错的反应,且该反应存在着中间过程;(2)导致以扩展位错和位错对形式切割,其决定性原因是gγ/g界面所堆积的位错类型为同种还是异种;(3)温度的作用会使样品的取向偏离初始取向,且该变化即使在降温之后也不会完全恢复,经950oC短时时效处理后整个样品取向的集中度变强。此外,研究还进一步发现:蠕变过程虽然会导致样品取向的转动,从而导致样品内部不同区域之间的取向偏差随着蠕变时间的延长而变大,但是该转动都只在[001]附近;在750oC/750 MPa蠕变过程中,gγ的尺寸和形状基本保持不变。
【关键词】：Ni基单晶高温合金 取向 γ切割
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG132.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-23
• 1.1 高温合金9
• 1.2 高温合金的发展9-12
• 1.2.1 加工工艺9-10
• 1.2.2 合金成分10-12
• 1.3 Ni基单晶高温合金中不同元素的作用及其发展趋势12-16
• 1.3.1 沉淀强化12-14
• 1.3.2 固溶强化元素14-15
• 1.3.3 发展趋势15-16
• 1.4 取向对Ni基单晶高温合金的影响16-22
• 1.4.1 不同取向对变形方式的影响16-17
• 1.4.2 蠕变对取向的影响17-21
• 1.4.3 温度对取向的影响21-22
• 1.5 研究的目标和研究的内容22-23
• 第2章 实验材料和方法23-25
• 2.1 实验材料23
• 2.2 热处理后样品的观察23
• 2.3 不同类型微观样品的制备23-24
• 2.4 微观组织的观察24-25
• 第3章 蠕变过程的取向转变与微观演化25-39
• 3.1 蠕变实验25
• 3.2 热处理后的微观结构25-27
• 3.3 蠕变曲线27
• 3.4 蠕变过程中的取向变化27-28
• 3.5 蠕变过程中的形貌变化28-30
• 3.6 蠕变过程中的缺陷30-33
• 3.6.1 缺陷的形貌演变30-32
• 3.6.2 缺陷的标定32-33
• 3.7 蠕变断口形貌33-34
• 3.8 蠕变过程中微观组织演化34-37
• 3.9 本章小结37-39
• 第4章 时效过程中高温合金取向的转变39-45
• 4.1 时效实验39
• 4.2 TEM原位加热结果39-41
• 4.3 XRD原位加热结果41-43
• 4.4 小结43-45
• 第5章 初始取向对蠕变微观变形的影响45-49
• 5.1 不同取向的蠕变曲线45
• 5.2 不同取向的微观形貌45-48
• 5.3 小结48-49
• 结论49-51
• 参考文献51-57
• 攻读学位期间发表的学术论文57-59
• 致谢59

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