Ni-Al合金析出相的微观组织及动力学演化规律研究

发布时间：2024-04-21 02:13

　　镍基高温合金具有优异的高温力学性能,是航空发动机和工业燃气机等热端部件首选材料。镍基高温合金基体γ相中析出的长程有序γ′相,对合金的强化起主要作用。因此,研究γ′相微观组织和动力学规律对热处理工艺和组织演变的预测具有参考价值。本文采用相场法和透射电镜(TEM)研究了Ni–Al合金中γ′相的微观组织演变和沉淀动力学行为,并比较二维和三维模拟条件下γ′相的微观组织与转变动力学规律。在此基础上,进行高通量模拟,研究晶格错配度和体积分数对析出相的形貌、纵横比分布和粗化速率的影响,以及不同时效温度下Ni–Al合金中γ/γ′相成分界面宽度和γ相颗粒尺寸分布(PSD)的变化规律。Ni-14at.%Al合金在时效温度823K下γ′相的体积分数和合金的微观硬度呈同步增长,同时,相场模拟和实验的平均颗粒半径接近,粗化速率分别为k_sim=0.191nm³/h和k_exp=0.214nm³/h,并且Ni-17at.%Al合金二维模拟和三维模拟的定量转变规律相符合,表明相场模拟可以获得合理的定量结果。Ni–Al合金中γ′相的形...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1镍基高温合金在工业领域的应用镍基高温合金之所以被广泛用作工业领域的高温热端部件材料，归因于有序的沉淀

涡轮叶片材料的高温蠕变性能和抗高温氧化性能对改善发动机的工作性能具有重要的意义。同时，发动机涡轮叶片材料的研发对推动我国航空航天事业的快速发展具有重要的作用[1]，着力于提高飞机发动机涡轮叶片材料的性能对提高飞机的整体性能至关重要。因此，由于镍基高温合金具有优异的高温蠕变性、抗氧....

图1.2高通量材料集成工程：高通量材料计算模拟、材料数据库和材料大数据分析的集成[16]

1绪论硕士学位论文2研究结果表明随着体积分数的增加，合金的蠕变寿命先增加后降低，这暗示了拥有合适体积分数的析出相可以延长合金的蠕变寿命。Sudbrack等人[13]研究了析出相的体积分数对合金微观硬度的影响，随着时效时间的增加，析出相的体积分数增加，与此同时，合金的微观硬度也增加....

图1.3材料的加工工艺-微观组织-性能之间的定量关系[17]

1绪论硕士学位论文2研究结果表明随着体积分数的增加，合金的蠕变寿命先增加后降低，这暗示了拥有合适体积分数的析出相可以延长合金的蠕变寿命。Sudbrack等人[13]研究了析出相的体积分数对合金微观硬度的影响，随着时效时间的增加，析出相的体积分数增加，与此同时，合金的微观硬度也增加....

图1.4高温合金的发展历程[27]

1绪论硕士学位论文4每年10°C的速度提高，即从700°C提高到了1100°C。如今，镍基高温合金的工作温度已经超过了1100°C，比如MA6000合金，在1100°C时，屈服强度和拉伸强度分别可达到192MPa和2220MPa，在1100°C/137MPa条件下，其持久强度时间....

本文编号：3960263