大型斜支板承力框架用K4750合金强化机制研究

发布时间：2020-12-31 03:28

　　随着航空发动机推重比的不断提高,关键热端部件的服役温度大幅提升,材料的更新换代已成为必然发展趋势之一。大型斜支板承力框架是航空发动机重要的承力件,需要长期承受发动机轴向力、机动载荷、温度不均产生的热应力等,因此,对所用材料的力学性能、长期组织稳定性提出了很高的要求。由于现役K4169合金斜支板承力框架承温能力低,使用过程中极易出现热裂问题,特别是支板与内外环连接处,故研制承温能力更高的新材料迫在眉睫。中国科学院金属研究所自主研制一种承温能力达到750°℃的新型铸造高温合金K4750合金,该合金具有优异的力学性能、良好的铸造性能和焊接性能,成为新一代航空发动机大型斜支板承力框架的候选材料,有望替代承温为650°C的K4169合金,解决该部件承温能力不足的难题。K4750是新研制合金,合金强化机制的研究还不够深入和系统,组织控制技术仍有待完善,长期时效的组织和力学性能变化尚不清晰。因此,本论文以K4750合金为研究对象,系统研究了不同热处理工艺下合金的拉伸性能、持久性能及组织控制机理,深入分析了不同温度、应力条件下,合金的组织演变行为和强化机制,开展了高温长期时效对合金组织性能稳定性的研究... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．６Ｙ’－（ＮｂＡ丨）相Ｌｌ２结构的示意图ＨＩ??ｆ

在实际观察中很难发现完全束集的超位错结构，一般是以距离较近的两个成对??ａ／２＜１１０＞偏位错的方式运动，这两个偏位错中间存在有一定宽度的反相畴界［１］。??第二种消除反相畴界的方式是改变滑移面，如图１．７所示。｛００】｝面的排列??方式是两层一个循环，其中一层是纯Ｎｉ原子，另一层是Ａ１原子和Ｎｉ原子共同??存在。如果其中一个｛１００｝面滑移ａ／２＜１１０＞的距离，相邻两层原子的排列方式不??会变化，Ａ１原子的最近邻位置仍然都是Ｎｉ原子。所以，ａ／２＜１１０＞｛００］丨滑移系几??乎不产生反相畴界，体系能量基本不改变［１，１（５７】。??第三，ａ＜１００＞｛００１｝超位错滑移的方式也能够避免反相畴界的形成。这种滑??移方式不再是在面心立方结构＜１１０＞密排方向上和｛１１１丨密排面上的运动。图１．７??表明，由于Ｙ＇相为有序结构，Ｌｈ结构中最小的平移距离为ａ＜１００＞，而不是??ａ／２＜１１０＞。因此，ａ＜１００＞全位错可以采用ａ＜１００＞｛００１｝的方式滑移，这种滑移方??式也不产生反相畴界。??所以

??困难，如图１．８所示。３＜１１０＞超位错可以采取ａ／２＜１１０＞超偏位错和形成反相畴界??的方式，在丨１１１丨滑移面上运动。但是ａ＜１１０＞超位错某些部分在｛０１０丨面上分解，??这些部分如果要继续在Ｕ１Ｕ面滑移必须束集，阻力很大，起到钉扎作用。例如，??图１．８中ＭＫ表示位错扭折（Ｍｉｃｒｏ?Ｋｉｎｋ），ＣＪ表示复杂割阶（Ｃｏｍｐｌｅｘ?Ｊｏｇ），位??错在丨１１１｝面分解和滑移，但是滑移过程中位错在若干位置上沿｛０１０丨面分解，这??样不共面的分解结构使得滑移阻力非常大，这些钉扎点形成了?Ｋ－Ｗ锁??（Ｋｅａｒ－ＷｉｌｓｄｏｒｆＬｏｃｋｓ）?ｔ１，１０９］。未形成Ｋ－Ｗ锁的部分可以继续向前运动，而Ｋ－Ｗ??锁之间位错的运动停止，整个位错形态变得非常曲折。图１．９是Ｎｉ３Ａｌ金属间化合??物的透射电子显微镜照片


本文编号：2948869