基于团簇加连接原子模型的Co-Al-Mo基高温合金成分设计
发布时间：2021-08-12 18:53
新型γ’相强化的Co基高温合金有与Ni基高温合金相似的微观组织与力学性能,是高温合金领域的研究热点,但由于γ相高温稳定性差且合金密度较高从而限制了其进一步应用,探究合金成分规律有利于得到组织性能优异的Co基高温合金。本文根据面心立方固溶体的团簇加连接原子模型对Co-Al-W基高温合金进行成分解析。对于Co-Al-W三元合金得到其成分通式为[A1-Co12]（Co,A1,W）3,即以A1为中心原子、Co为壳层原子的CN12团簇-[Al-Co12]加上三个连接原子。对于多元复杂合金,将合金元素根据混合焓与分配行为进行分类-（?）（Co、Cr、Fe、Re、Ni、Ir、Ru）、Al、（?）（W、Mo）以及（?）（Ta、Ti、Nb、V）,随后进行合金成分解析则得到其团簇成分式为[Al-（?）12]Co1.0Al0.5（（?）,（?））1.5(≈（?）81.250Al9.375（（?）,（?））9.375 at.%。此外对 Co-Al-W 基合金...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 Co-Al-W基高温合金的发展历程
1.2 Co-Al-W基高温合金的相组成
1.2.1 基体相-γ相
1.2.2 强化相-γ'相
1.2.3 二次相
1.2.4 相平衡
1.2.5 合金元素在γ与γ'相中的分配
1.2.6 γ/γ'两相晶格错配度
1.3 Co-Al-W基高温合金的性能
1.3.1 Co-Al-W基高温合金的力学性能
1.3.2 Co-Al-W基高温合金的高温蠕变性能
1.3.3 Co-Al-W基高温合金的抗氧化性能
1.4 Co-Al-Mo基高温合金的发现与发展
1.4.1 Co-Al-Mo基高温合金的发现
1.4.2 合金元素对Co-Al-Mo基高温合金的影响
1.4.3 Co-Al-Mo-Nb高温合金的组织变化
1.5 选题意义及本课题研究内容
1.5.1 选题意义
1.5.2 主要研究内容
2 Co-Al-W基高温合金的团簇模型
2.1 固溶体的团簇加连接原子模型
2.2 Co-Al-W基础体系的团簇成分式
2.2.1 γ相的团簇成分式
2.2.2 γ'相的团簇成分式
2.3 合金元素分类
2.4 Co-Al-W基高温合金成分解析
2.4.1 合金成分解析原则及步骤
2.4.2 γ/γ~'两相成分解析
2.5 Co-Al-Mo基高温合金成分设计
3 实验方法
3.1 合金制备
3.2 热处理工艺
3.3 组织结构分析
3.3.1 金相观察
3.3.2 X射线衍射分析(XRD)
3.3.3 扫描电子显微观察(SEM)
3.4 合金性能测试
3.4.1 密度测定
3.4.2 硬度分析
4 Co-Al-Mo-Nb/Ta(-Cr)合金的组织分析
4.1 铸态组织分析
4.2 热处理组织分析
4.2.1 1300℃高温热处理组织
4.2.2 800℃时效处理组织
4.2.3 二次相的析出
4.3 合金密度分析
4.4 本章小结
5 Co-Al-Mo-Ti-Ni/Cr合金的组织分析
5.1 铸态组织分析
5.2 热处理组织分析
5.2.1 1300℃高温热处理组织
5.2.2 800℃时效处理组织
5.2.3 二次相析出
5.3 密度及硬度分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于团簇模型设计的镍基单晶高温合金（Ni,Co）-Al-（Ta,Ti）-（Cr,Mo,W）及其在900℃下1000 h的长期时效行为[J]. 张宇,王清,董红刚,董闯,张洪宇,孙晓峰. 金属学报. 2018(04)
[2]固溶体中的化学结构单元与合金成分设计[J]. 董闯,董丹丹,王清. 金属学报. 2018(02)
[3]Microstructure and grain boundary morphology evolution of a novel Co-9Al-9W-2Ta-0.02B alloy doped with yttrium[J]. Jian-Qiang Ma,Fei Zhong,Shu-Suo Li,Jiang-Bo Sha. Rare Metals. 2017(12)
[4]面心立方固溶体合金的团簇加连接原子几何模型及典型工业合金成分解析[J]. 洪海莲,董闯,王清,张宇,耿遥祥. 物理学报. 2016(03)
[5]铜镍工业合金牌号的成分式分析（英文）[J]. 洪海莲,王清,董闯. Science China Materials. 2015(05)
[6]基于团簇模型的高强度马氏体沉淀硬化不锈钢成分设计[J]. 王清,查钱锋,刘恩雪,董闯,王学军,谭朝鑫,冀春俊. 金属学报. 2012(10)
[7]低弹bcc结构Ti-Mo-Nb-Zr固溶体合金的“团簇+连接原子”模型及其成分设计[J]. 马仁涛,郝传璞,王清,任明法,王英敏,董闯. 金属学报. 2010(09)
[8]Co-Al-W三元合金热处理组织[J]. 李相辉,甘斌,冯强,孙祖庆,陈国良,张国庆,曹腊梅. 北京科技大学学报. 2008(12)
[9]FCC/HCP martensitic transformation and shape memory effect in Co-Al binary system[J]. 大森俊洋,SUTOU Yuji,OIKAWA Katsunari,KAINUMA Ryosuke,ISHIDA Kiyohito. 材料与冶金学报. 2005(02)
[10]应用d—电子合金设计理论发展新型抗热腐蚀单晶镍基高温合金 Ⅰ.相稳定性临界条件的确定[J]. 张济山,崔华,胡壮麒,村田纯教,森永正彦,汤川夏夫. 金属学报. 1993(07)
博士论文
[1]金属玻璃和固溶体合金的成分根源：近程序结构单元[D]. 董丹丹.大连理工大学 2017
[2]钽和钛对新型钴基单晶高温合金组织稳定性与高温蠕变行为的影响研究[D]. 薛飞.北京科技大学 2015
本文编号：3338878
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 Co-Al-W基高温合金的发展历程
1.2 Co-Al-W基高温合金的相组成
1.2.1 基体相-γ相
1.2.2 强化相-γ'相
1.2.3 二次相
1.2.4 相平衡
1.2.5 合金元素在γ与γ'相中的分配
1.2.6 γ/γ'两相晶格错配度
1.3 Co-Al-W基高温合金的性能
1.3.1 Co-Al-W基高温合金的力学性能
1.3.2 Co-Al-W基高温合金的高温蠕变性能
1.3.3 Co-Al-W基高温合金的抗氧化性能
1.4 Co-Al-Mo基高温合金的发现与发展
1.4.1 Co-Al-Mo基高温合金的发现
1.4.2 合金元素对Co-Al-Mo基高温合金的影响
1.4.3 Co-Al-Mo-Nb高温合金的组织变化
1.5 选题意义及本课题研究内容
1.5.1 选题意义
1.5.2 主要研究内容
2 Co-Al-W基高温合金的团簇模型
2.1 固溶体的团簇加连接原子模型
2.2 Co-Al-W基础体系的团簇成分式
2.2.1 γ相的团簇成分式
2.2.2 γ'相的团簇成分式
2.3 合金元素分类
2.4 Co-Al-W基高温合金成分解析
2.4.1 合金成分解析原则及步骤
2.4.2 γ/γ~'两相成分解析
2.5 Co-Al-Mo基高温合金成分设计
3 实验方法
3.1 合金制备
3.2 热处理工艺
3.3 组织结构分析
3.3.1 金相观察
3.3.2 X射线衍射分析(XRD)
3.3.3 扫描电子显微观察(SEM)
3.4 合金性能测试
3.4.1 密度测定
3.4.2 硬度分析
4 Co-Al-Mo-Nb/Ta(-Cr)合金的组织分析
4.1 铸态组织分析
4.2 热处理组织分析
4.2.1 1300℃高温热处理组织
4.2.2 800℃时效处理组织
4.2.3 二次相的析出
4.3 合金密度分析
4.4 本章小结
5 Co-Al-Mo-Ti-Ni/Cr合金的组织分析
5.1 铸态组织分析
5.2 热处理组织分析
5.2.1 1300℃高温热处理组织
5.2.2 800℃时效处理组织
5.2.3 二次相析出
5.3 密度及硬度分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于团簇模型设计的镍基单晶高温合金（Ni,Co）-Al-（Ta,Ti）-（Cr,Mo,W）及其在900℃下1000 h的长期时效行为[J]. 张宇,王清,董红刚,董闯,张洪宇,孙晓峰. 金属学报. 2018(04)
[2]固溶体中的化学结构单元与合金成分设计[J]. 董闯,董丹丹,王清. 金属学报. 2018(02)
[3]Microstructure and grain boundary morphology evolution of a novel Co-9Al-9W-2Ta-0.02B alloy doped with yttrium[J]. Jian-Qiang Ma,Fei Zhong,Shu-Suo Li,Jiang-Bo Sha. Rare Metals. 2017(12)
[4]面心立方固溶体合金的团簇加连接原子几何模型及典型工业合金成分解析[J]. 洪海莲,董闯,王清,张宇,耿遥祥. 物理学报. 2016(03)
[5]铜镍工业合金牌号的成分式分析（英文）[J]. 洪海莲,王清,董闯. Science China Materials. 2015(05)
[6]基于团簇模型的高强度马氏体沉淀硬化不锈钢成分设计[J]. 王清,查钱锋,刘恩雪,董闯,王学军,谭朝鑫,冀春俊. 金属学报. 2012(10)
[7]低弹bcc结构Ti-Mo-Nb-Zr固溶体合金的“团簇+连接原子”模型及其成分设计[J]. 马仁涛,郝传璞,王清,任明法,王英敏,董闯. 金属学报. 2010(09)
[8]Co-Al-W三元合金热处理组织[J]. 李相辉,甘斌,冯强,孙祖庆,陈国良,张国庆,曹腊梅. 北京科技大学学报. 2008(12)
[9]FCC/HCP martensitic transformation and shape memory effect in Co-Al binary system[J]. 大森俊洋,SUTOU Yuji,OIKAWA Katsunari,KAINUMA Ryosuke,ISHIDA Kiyohito. 材料与冶金学报. 2005(02)
[10]应用d—电子合金设计理论发展新型抗热腐蚀单晶镍基高温合金 Ⅰ.相稳定性临界条件的确定[J]. 张济山,崔华,胡壮麒,村田纯教,森永正彦,汤川夏夫. 金属学报. 1993(07)
博士论文
[1]金属玻璃和固溶体合金的成分根源：近程序结构单元[D]. 董丹丹.大连理工大学 2017
[2]钽和钛对新型钴基单晶高温合金组织稳定性与高温蠕变行为的影响研究[D]. 薛飞.北京科技大学 2015
本文编号：3338878
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