热处理工艺对亚稳相Ni 31 Si 12 的影响机理研究

发布时间：2024-03-07 18:20

　　Ni-Si共晶合金以其优异的耐腐蚀性、耐磨损性和高强度等性能广泛用于制造高性能航空、航天、舰船和坦克发动机及其它动力装置的盘件、叶片等热端关键部件。定向凝固制备的Ni-Si共晶自生复合材料内部一次枝晶间距减小,组织细化,断裂韧性增加,然而在凝固过程中由于过冷度的关系使得合金内部产生亚稳相Ni₃₁Si₁₂,使得材料的塑韧性下降。本文旨在研究热处理工艺对亚稳相的转化机理以及对合金整体性能的影响。本文采用真空自耗电极电弧熔炼母合金,分别使用改进后的Bridgman和高温度梯度的电子束悬浮区域熔炼两种定向凝固技术得到不同凝固速率下的Ni-Si共晶复合材料,采用不同的热处理工艺,使用金相显微镜分析了热处理前后的亚稳相变化,阐明了亚稳相Ni₃₁Si₁₂的形成原因及热处理工艺对其的影响机理,测试了不同热处理工艺下的显微硬度,并对其腐蚀性能进行了对比研究,最终确定了亚稳相转化效果最佳的热处理工艺参数。研究发现,随着凝固速率的提高,过冷度越大,凝固过程中的相变偏离平衡凝固,产生的亚稳相越多,对于处在相对稳定状态下的亚...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 Ni-Si金属间化合物
        1.2.1 金属间化合物的研究现状
        1.2.2 Ni₃Si金属间化合物的主要特征
        1.2.3 Ni₃Si金属间化合物的脆性改善
    1.3 合金材料亚稳相的研究进展与应用
        1.3.1 亚稳相的定义
        1.3.2 亚稳相的分类
        1.3.3 亚稳相的特点及改善措施
    1.4 获取合金亚稳相的方法
    1.5 热处理工艺的研究进展与应用
        1.5.1 热处理工艺的基本类型
        1.5.2 热处理工艺的作用
    1.6 定向凝固技术的研究进展
    1.7 本文研究意义与内容
        1.7.1 本文研究意义
        1.7.2 研究内容
2 实验材料及研究方法
    2.1 母合金成分设计与熔炼
        2.1.1 母合金的成分设计
        2.1.2 母合金的熔炼
        2.1.3 母合金铸锭的制备
    2.2 定向凝固
        2.2.1 Bridgman定向凝固
        2.2.2 电子束悬浮区域熔炼定向凝固
    2.3 热处理实验
    2.4 金相实验
    2.5 硬度实验
    2.6 电化学测试
3 亚稳相的形成与生长
    3.1 亚稳相Ni₃₁Si₁₂ 的形成
    3.2 亚稳相Ni₃₁Si₁₂ 的生长
    3.3 本章小结
4 热处理工艺对亚稳相Ni₃₁Si₁₂ 的影响
    4.1 热处理工艺对Bridgman定向凝固组织的影响
        4.1.1 退火工艺对Bridgman定向凝固组织的影响
        4.1.2 淬火工艺对Bridgman定向凝固组织的影响
    4.2 热处理工艺对电子束悬浮区域熔炼定向凝固组织的影响
    4.3 本章小结
5 热处理工艺对Ni-Ni₃Si共晶自生复合材料性能的影响
    5.1 热处理工艺对Ni-Ni₃Si共晶材料力学性能的影响
        5.1.1 热处理工艺对Bridgman定向凝固Ni-Ni₃Si共晶材料力学性能的影响
        5.1.2 热处理工艺对电子束区熔定向凝固Ni-Ni₃Si共晶材料力学性能的影响
    5.2 热处理工艺对Ni-Ni₃Si共晶材料腐蚀性能的影响
        5.2.1 退火处理Ni-Si共晶材料在7%H₂SO₄ 溶液中的开路电位
        5.2.2 退火处理Ni-Si共晶材料在7%H₂SO₄ 溶液中的动电位极化曲线
        5.2.3 退火处理Ni-Si共晶材料在7%H₂SO₄ 溶液中的交阻抗谱
    5.3 本章小结
6 结论
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表论文



本文编号：3921550