激光喷丸强化IN718镍基合金高温保持后的力学性能及微观组织研究
发布时间：2021-01-05 21:20
激光冲击强化（Laser Peening,LP）作为先进的表面强化技术,利用冲击产生的高应变率动态冲击波作用于材料表面,引起强烈的塑性变形,大幅度地提高了材料的机械性能和力学性能,其强化效果具有优异的高温稳定性。高温合金是制造航天航空涡轮发动机的重要材料,为进一步提升其高温力学性能,采用激光喷丸技术对材料进行强化。本文以IN718镍基高温合金为研究对象,针对航空航天发动机热端零部件面临的高温服役问题,研究材料内部位错亚结构转变与宏观力学性能的相互联系,分析强化区内晶粒组织、位错组态和强化相的高温演变规律,最终探索激光喷丸IN718合金的高温强化机制。主要研究内容如下:（1）本文以激光喷丸强化理论为基础,并结合Zener-Wert-Avarmi经验模型,分析高温下激光喷丸诱导的残余应力松弛机理。此外,根据位错动力学和IN718合金的材料特性,研究激光喷丸诱导的细晶强化和位错强化效应在高温环境下的变化规律,最终探究激光喷丸IN718镍基合金的微观组织高温演变机理。（2）开展激光喷丸后的IN718合金高温保持和高温拉伸试验,基于IN718合金的高温材料特性,分析不同温度环境下试样表面的残余应...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
航空发动机关键零部件Fig1.1Keycomponentsofaeroplaneengine
图 1.2 CF6 发动机材料含量（按成品重量计算）[6]Fig 1.2 CF6 material by finished weight[6]基合金现有强化技术及存在问题由于先进航空发动机的推重比需求不断增大，发动机因此提高材料的高温性能是科学家们研究的重点之一的方法主要有合金强化和工艺强化。尽管可以通过研现航空发展的技术需求，但是高性能航空材料的研发时响应高速发展的技术需求。因此，如何高效地提高温服役性能已然成为航空技术发展过程中面临的重点新型高温合金材料，通过工艺强化现有材料能够更高括热处理工艺、涂层工艺和表面强化等。在传统的等者着眼于新的热处理工艺，相继开发出标准热处理和利用了超细晶粒成型工艺，在锻后热处理制度上进行
激光喷丸强化 IN718 镍基合金高温保持后的力学性能及微观组织研究的作用，形变强化所诱导的残余压应力将发生松弛，近表面的微能发生动态回复和动态再结晶[13,14]，点缺陷消除、位错的消除和核等微观组织演变，使得工艺强化导致的增益效果减弱。传统表包括机械喷丸[15]、深滚[16]、水喷丸[17]、冷轧[18]等，但这些工艺性，它们诱导的残余压应力较小，影响层深度也较浅，其强化效稳定性差（如在发动机正常工作温度下，超过 50%的残余压应力弛），而且难以应用于形状复杂的零部件[19]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光喷丸IN718镍基合金的高温晶粒演变规律及析出相分析[J]. 黄舒,刘牧熙,胡晓奇,李红宇,胡磊. 排灌机械工程学报. 2019(08)
[2]喷丸时间对GH4169合金表层组织及性能的影响[J]. 郭胜华,郑海忠,程世平,舒小勇,李贵发. 特种铸造及有色合金. 2018(07)
[3]IN718镍基合金激光喷丸微观组织特性及其高温稳定性[J]. 黄舒,盛杰,周建忠,王作伟,章海峰,徐苏强,鲁金忠. 稀有金属材料与工程. 2016(12)
[4]激光喷丸IN718镍基合金残余应力高温松弛及晶粒演变特征[J]. 章海峰,黄舒,盛杰,徐苏强,韩煜航,周建忠. 中国激光. 2016(02)
[5]INCONEL 718（GH4169）高温合金的发展与工艺[J]. 齐欢. 材料工程. 2012(08)
[6]激光冲击处理对304不锈钢力学性能的影响[J]. 马壮,李应红,张永康,任旭东,张凌峰. 材料热处理学报. 2007(03)
[7]LY2铝合金激光冲击处理实验研究[J]. 马壮,李应红,任旭东,汪诚. 航空精密制造技术. 2007(03)
[8]应变诱发Inconel718合金γ"相析出和γ"→δ 转变[J]. 陈宗霖,刘文昌. 金属学报. 2000(02)
[9]GH169高温合金中γ＂相粗化的行为[J]. 董建新,谢锡善,章守华. 北京科技大学学报. 1995(02)
[10]GH169高温合金主要相分析[J]. 董建新,谢锡善,王宓. 兵器材料科学与工程. 1993(02)
博士论文
[1]激光温喷丸强化航空轻质合金的振动模态及疲劳延寿机理[D]. 孟宪凯.江苏大学 2017
[2]Ni-Cr-Fe合金高温氧化成膜特性及氧化/碳化临界条件下膜组织演变规律的研究[D]. 初蕾.中国海洋大学 2011
硕士论文
[1]δ相对GH4169合金的组织演化和性能影响[D]. 张京玲.天津大学 2017
[2]长期时效对GH4169合金组织演化及疲劳裂纹扩展行为的影响[D]. 蔡文良.东北大学 2014
本文编号：2959320
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
航空发动机关键零部件Fig1.1Keycomponentsofaeroplaneengine
图 1.2 CF6 发动机材料含量（按成品重量计算）[6]Fig 1.2 CF6 material by finished weight[6]基合金现有强化技术及存在问题由于先进航空发动机的推重比需求不断增大，发动机因此提高材料的高温性能是科学家们研究的重点之一的方法主要有合金强化和工艺强化。尽管可以通过研现航空发展的技术需求，但是高性能航空材料的研发时响应高速发展的技术需求。因此，如何高效地提高温服役性能已然成为航空技术发展过程中面临的重点新型高温合金材料，通过工艺强化现有材料能够更高括热处理工艺、涂层工艺和表面强化等。在传统的等者着眼于新的热处理工艺，相继开发出标准热处理和利用了超细晶粒成型工艺，在锻后热处理制度上进行
激光喷丸强化 IN718 镍基合金高温保持后的力学性能及微观组织研究的作用，形变强化所诱导的残余压应力将发生松弛，近表面的微能发生动态回复和动态再结晶[13,14]，点缺陷消除、位错的消除和核等微观组织演变，使得工艺强化导致的增益效果减弱。传统表包括机械喷丸[15]、深滚[16]、水喷丸[17]、冷轧[18]等，但这些工艺性，它们诱导的残余压应力较小，影响层深度也较浅，其强化效稳定性差（如在发动机正常工作温度下，超过 50%的残余压应力弛），而且难以应用于形状复杂的零部件[19]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光喷丸IN718镍基合金的高温晶粒演变规律及析出相分析[J]. 黄舒,刘牧熙,胡晓奇,李红宇,胡磊. 排灌机械工程学报. 2019(08)
[2]喷丸时间对GH4169合金表层组织及性能的影响[J]. 郭胜华,郑海忠,程世平,舒小勇,李贵发. 特种铸造及有色合金. 2018(07)
[3]IN718镍基合金激光喷丸微观组织特性及其高温稳定性[J]. 黄舒,盛杰,周建忠,王作伟,章海峰,徐苏强,鲁金忠. 稀有金属材料与工程. 2016(12)
[4]激光喷丸IN718镍基合金残余应力高温松弛及晶粒演变特征[J]. 章海峰,黄舒,盛杰,徐苏强,韩煜航,周建忠. 中国激光. 2016(02)
[5]INCONEL 718（GH4169）高温合金的发展与工艺[J]. 齐欢. 材料工程. 2012(08)
[6]激光冲击处理对304不锈钢力学性能的影响[J]. 马壮,李应红,张永康,任旭东,张凌峰. 材料热处理学报. 2007(03)
[7]LY2铝合金激光冲击处理实验研究[J]. 马壮,李应红,任旭东,汪诚. 航空精密制造技术. 2007(03)
[8]应变诱发Inconel718合金γ"相析出和γ"→δ 转变[J]. 陈宗霖,刘文昌. 金属学报. 2000(02)
[9]GH169高温合金中γ＂相粗化的行为[J]. 董建新,谢锡善,章守华. 北京科技大学学报. 1995(02)
[10]GH169高温合金主要相分析[J]. 董建新,谢锡善,王宓. 兵器材料科学与工程. 1993(02)
博士论文
[1]激光温喷丸强化航空轻质合金的振动模态及疲劳延寿机理[D]. 孟宪凯.江苏大学 2017
[2]Ni-Cr-Fe合金高温氧化成膜特性及氧化/碳化临界条件下膜组织演变规律的研究[D]. 初蕾.中国海洋大学 2011
硕士论文
[1]δ相对GH4169合金的组织演化和性能影响[D]. 张京玲.天津大学 2017
[2]长期时效对GH4169合金组织演化及疲劳裂纹扩展行为的影响[D]. 蔡文良.东北大学 2014
本文编号：2959320
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/2959320.html
