Ti和Hf在沉淀强化型钴基合金中的影响

发布时间：2017-11-10 12:35

  本文关键词：Ti和Hf在沉淀强化型钴基合金中的影响

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【摘要】：本文以钴基合金Co-Al-W作为研究对象,利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线能谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)及硬度试验等系统研究了Ti和Hf含量的变化对固溶时效后的强化相的组织形貌的性影响以及对材料的力学性能的影响。研究结果发现:通过对Co-Al-W三元合金的研究,发现过在W含量原子百分比在9%~11%含量时材料的基体相和强化相的硬度和晶格常数是最合适的而且晶格错配度最小,而随着W含量的上升,材料固溶时效前的基体晶格常数明显的增大,在时效处理后基体相和强化相的晶格都在增大,晶格错配度明显的上升,此时通过定量金相分析发现,强化相的数量有一定的增长趋势,但是强化相过于粗大,可能对性能有不利的影响,通过DTA测试曲线表明了材料中的强化相的热稳定性能下降。W是富集于强化相的元素,在基体/强化相之间的分配比大约在0.6.在时效后Co-Al-W-Ti四元合金中的XRD出现的三个混合峰(111)、(200)、(220),这三个峰是基体相γ和强化相γ’混合而成的三个强峰。,在时效后的XRD分析中对(111)峰利用ORIGIN中PFM功能进行分析,得到了晶格常数和晶格错配度。Ti含量的增加三个强峰都在向左偏移的现象,这是由于Ti进入了基体中导致材料的晶格增大,用扫描电镜(SEM)对组织进行观察,研究Ti对合金的组织和性能的影响。通过试验发现在原子百分比3%~4%Ti时材料的晶格错配度和组织处于最优状态。通过材料的透射电镜的观察,应用选电子衍射技术和能谱分析,发现了原子百分比3%以上的Ti含量的合金中会出现了其他相的生成并且通过DTA分析表明Ti过量导致了材料的热稳定性的下降。Ti也是强化相形成元素,富集于强化相中,而且Ti增加可以增加材料的硬度。在Hf含量过大时组织发生了脆性过大的现象,我们通过XRD研究发现Hf是进入强化相的元素,有利于产生和稳定强化相的作用,研究表明过量的Hf会导致材料的晶格错配度增加,使材料的热稳定降能下降,而且Hf过量的话,会使强化相γ’的组织体积分数明显减少,形态变得不规则并且变得颗粒直径变小。我们通过研究发现材料的硬度有明显上升趋势,说明适量的Hf是对材料的性能的提高是有利的,过量的Hf会使材料的性能处于劣势,研究表明2%~4%左右的Hf是最好的。
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.16

【参考文献】

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1 夏天;张义文;迟悦;刘建涛;贾建;韩寿波;;Hf和Zr含量对FGH96合金平衡相及PPB的影响[J];材料热处理学报;2013年08期

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本文编号：1166704