Ta对抗热腐蚀单晶高温合金微观组织和中温长时蠕变行为的影响

发布时间：2023-03-10 23:31

　　本文采用扫描电子显微镜(SEM)、电子探针(EPMA)、透射电子显微镜(TEM)、透射能谱分析(TEM-EDS)等手段对三种不同Ta含量低Re抗热腐蚀单晶高温合金(2Ta、5Ta和8Ta)的凝固行为、铸态组织、热处理态组织、760℃/550 MPa中温中应力长时蠕变性能和微观组织演变规律进行了系统的研究,对比分析了Ta对抗热腐蚀单晶高温合金微观组织和长时蠕变性能的影响,讨论了Ta对合金中温中应力蠕变变形机制的影响。研究发现:Ta降低了合金凝固时的固液相线温度,增大了凝固区间。随Ta含量增加,难熔元素尤其是Re和W的枝晶偏析程度明显减弱,一次枝晶间距不断增大,枝晶干γ’相尺寸增大,但枝晶间由于元素扩散受阻,γ’相尺寸减小。在760 ℃/550 MPa蠕变条件下,Ta明显延长了合金的蠕变寿命,降低了合金的稳态蠕变速率。在760 ℃/550 MPa蠕变中,三种合金枝晶干γ’相尺寸变化不大。在蠕变第三阶段时,合金中γ’相发生了不同程度的定向粗化或者连接合并。其中2Ta合金枝晶干二次γ’相沿拉伸方向定向粗化,表现出类似P-型筏化的趋势,5Ta和8Ta合金枝晶干二次γ’相沿垂直于拉伸方向合并,发生...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 抗热腐蚀镍基高温合金
    1.3 抗热腐蚀单晶高温合金的蠕变行为
        1.3.1 短时蠕变机制及组织演化规律
        1.3.2 长时蠕变行为及组织演化规律
    1.4 合金元素在抗热腐蚀单晶高温合金中的作用
        1.4.1 合金元素对单晶合金热腐蚀性能的影响
        1.4.2 合金元素对单晶合金微观组织和蠕变性能的影响
    1.5 本文的研究背景、意义和研究内容
第2章 实验方法
    2.1 实验材料及制备
        2.1.1 合金成分设计
        2.1.2 母合金冶炼
        2.1.3 单晶棒制备
    2.2 凝固行为和组织检测
        2.2.1 差热分析(DSC)
        2.2.2 电子探针(EPMA)
        2.2.3 组织分析及表征
    2.3 单晶试棒的热处理制度
    2.4 热处理样品元素分配比
    2.5 中温长时蠕变性能测试
    2.6 显微组织观察
    2.7 样品制备
    2.8 实验方案
第3章 Ta对抗热腐蚀单晶合金微观组织的影响
    3.1 引言
    3.2 Ta对合金凝固行为和铸态组织的影响
        3.2.1 Ta对合金铸态组织的影响
        3.2.2 Ta对合金凝固特征温度的影响
        3.2.3 Ta对合金凝固偏析的影响
    3.3 Ta对合金热处理组织的影响
相的影响'>        3.3.1 热处理后Ta对合金残余共晶及γ^'相的影响
分配的影响'>        3.3.2 Ta对合金元素的γ/γ^'分配的影响
    3.4 讨论
        3.4.1 Ta对合金铸态组织的影响
        3.4.2 Ta对热处理组织的影响
    3.5 本章小结
第4章 Ta对抗热腐蚀单晶合金中温长时蠕变行为的影响
    4.1 引言
    4.2 合金在760℃/550 MPa条件下的蠕变曲线
    4.3 合金在760℃/550 MPa条件下的蠕变断裂方式
相的演变规律'>    4.4 合金760 ℃/550MPa蠕变过程中γ^'相的演变规律
    4.5 合金在760 ℃/550 MPa条件下的位错组态演化
        4.5.1 蠕变第一阶段
        4.5.2 蠕变第二阶段
        4.5.3 蠕变第三阶段
    4.6 讨论
        4.6.1 Ta对蠕变第一阶段的影响
        4.6.2 Ta对蠕变变形机制的影响
相和残余大γ^'相对蠕变的影响'>        4.6.3 细小γ^'相和残余大γ^'相对蠕变的影响
    4.7 本章小结
第5章 主要结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文
致谢
个人简历



本文编号：3758767