脉冲电流与热处理对TiAl基合金凝固组织和性能的影响研究
发布时间：2021-01-17 22:47
脉冲电流凝固技术是一种可有效改善合金凝固组织的技术,本文将不同参数的脉冲电流引入Ti-45.5Al-4Cr-2.5Nb（at.%）合金连续凝固过程中,对制备的合金进行组织观察与室温力学性能测试,研究不同参数脉冲电流对Ti Al基合金凝固组织与性能的影响。为分析脉冲电流的作用机理,采用有限元数值模拟软件分析了脉冲电流作用下合金的磁场、洛伦兹力、温度场分布,分析了脉冲电流对Ti Al基合金凝固组织作用机理。最后为进一步改善合金的凝固组织与性能,对不同参数脉冲电流作用下凝固的Ti Al基合金进行热处理,研究了热处理对合金组织与室温力学性能的影响。本文通过水冷铜坩埚电磁感应熔炼炉熔炼Ti-45.5Al-4Cr-2.5Nb合金铸锭,从铸锭上切取料棒用于脉冲电流作用下的连续凝固实验,合金组织观察结果表明,脉冲电流作用下制备的合金宏观组织具有一定程度的定向特征,微观组织主要由γ/B2长条状组织与夹在其间的γ/B2片层组成,经过分析Ti-45.5Al-4Cr-2.5Nb合金的凝固与固态相变路径为L→β+L→β→α+β→α→α+γ→α+γ+B2→α2+γ+B2。脉冲电流参数对合金组织与性能的影响规律表明...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
几种高温合金性能对比[1]
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-4-图1-2Ga-In-Sn熔体内流场[13]图1-3隔离网实验制备的铸锭[14]a)隔离网上端不封口；b)隔离网上端封口；c)下部隔离网上端封口1.2.3脉冲电流对典型金属材料凝固组织与性能的影响Nakada[12]等人对Pb-Sn合金熔体进行脉冲电流处理，发现脉冲电流在熔体中不同位置产生洛伦兹力不同，形成压力梯度，剪切力破碎枝晶，破碎的枝晶作为晶核生长形成了细小的等轴晶组织，从而细化了合金的组织。Barnak[16]等人对Pb-Sn合金熔体进行脉冲电流处理，发现脉冲电流作用下提高了合金熔体过冷度，凝固组织晶粒尺寸随脉冲电流密度的增大而减小，晶粒细化的原因是脉冲电流改变了固液界面能与吉布斯自由能，降低形核功引起形核率上升。哈尔滨工业大学陈占兴[17]等人对脉冲电流作用下冷坩埚定向凝固Ti-48Al-
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-4-图1-2Ga-In-Sn熔体内流场[13]图1-3隔离网实验制备的铸锭[14]a)隔离网上端不封口；b)隔离网上端封口；c)下部隔离网上端封口1.2.3脉冲电流对典型金属材料凝固组织与性能的影响Nakada[12]等人对Pb-Sn合金熔体进行脉冲电流处理，发现脉冲电流在熔体中不同位置产生洛伦兹力不同，形成压力梯度，剪切力破碎枝晶，破碎的枝晶作为晶核生长形成了细小的等轴晶组织，从而细化了合金的组织。Barnak[16]等人对Pb-Sn合金熔体进行脉冲电流处理，发现脉冲电流作用下提高了合金熔体过冷度，凝固组织晶粒尺寸随脉冲电流密度的增大而减小，晶粒细化的原因是脉冲电流改变了固液界面能与吉布斯自由能，降低形核功引起形核率上升。哈尔滨工业大学陈占兴[17]等人对脉冲电流作用下冷坩埚定向凝固Ti-48Al-
【参考文献】：
期刊论文
[1]脉冲电磁场在金属熔体中的电磁效应及其应用[J]. 徐燕祎,翟启杰. 上海大学学报(自然科学版). 2020(01)
[2]热处理对C-276合金无缝管晶粒长大行为的影响[J]. 路言,高佩. 金属热处理. 2020(02)
[3]脉冲电流作用下TiAl合金凝固组织演变及形成机理[J]. 陈占兴,丁宏升,陈瑞润,郭景杰,傅恒志. 金属学报. 2019(05)
[4]高密度脉冲电流对Fe-B共晶合金熔体过冷度的影响[J]. 马腾,郝维新,孙晓思,张俊婷,耿桂宏. 铸造技术. 2018(06)
[5]TiAl合金及其焊接技术研究进展[J]. 陈源,王少刚,王子伊,赵雅萱,叶庆丰,赵礼. 材料开发与应用. 2018(01)
[6]径流式车用钛铝合金增压器涡轮叶片高温持久寿命研究[J]. 王正,李胜,杨策,张炜,刘继林. 车用发动机. 2017(06)
[7]TiAl-Nb基合金多元合金化的研究进展和应用现状[J]. 李轩,郭宝汇,李秀兰,谢文玲. 热加工工艺. 2017(24)
[8]脉冲电流对Al-Cu-Mg合金凝固过程中热裂纹的影响[J]. 张万高,胡仕成,沈健,田郁林. 有色金属工程. 2017(06)
[9]有利于铸造TiAl合金增压器涡轮叶片可靠性的组织设计[J]. 朱春雷,李胜,张继. 材料工程. 2017(06)
[10]热处理工艺对铸造TiAl基合金组织及性能的影响[J]. 包春玲,张有为,赵军,谢华生. 沈阳航空航天大学学报. 2017(02)
博士论文
[1]冷坩埚定向凝固Ti-（43-48）Al-2Cr-2Nb合金组织与力学性能[D]. 王永喆.哈尔滨工业大学 2015
[2]定向凝固Ti-46Al-2Cr-2Nb合金的领先相选择及其取向变化规律[D]. 张元.哈尔滨工业大学 2013
硕士论文
[1]Nb含量对TiAl基合金组织与性能的影响[D]. 蒋孟玲.中南大学 2014
本文编号：2983735
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
几种高温合金性能对比[1]
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-4-图1-2Ga-In-Sn熔体内流场[13]图1-3隔离网实验制备的铸锭[14]a)隔离网上端不封口；b)隔离网上端封口；c)下部隔离网上端封口1.2.3脉冲电流对典型金属材料凝固组织与性能的影响Nakada[12]等人对Pb-Sn合金熔体进行脉冲电流处理，发现脉冲电流在熔体中不同位置产生洛伦兹力不同，形成压力梯度，剪切力破碎枝晶，破碎的枝晶作为晶核生长形成了细小的等轴晶组织，从而细化了合金的组织。Barnak[16]等人对Pb-Sn合金熔体进行脉冲电流处理，发现脉冲电流作用下提高了合金熔体过冷度，凝固组织晶粒尺寸随脉冲电流密度的增大而减小，晶粒细化的原因是脉冲电流改变了固液界面能与吉布斯自由能，降低形核功引起形核率上升。哈尔滨工业大学陈占兴[17]等人对脉冲电流作用下冷坩埚定向凝固Ti-48Al-
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-4-图1-2Ga-In-Sn熔体内流场[13]图1-3隔离网实验制备的铸锭[14]a)隔离网上端不封口；b)隔离网上端封口；c)下部隔离网上端封口1.2.3脉冲电流对典型金属材料凝固组织与性能的影响Nakada[12]等人对Pb-Sn合金熔体进行脉冲电流处理，发现脉冲电流在熔体中不同位置产生洛伦兹力不同，形成压力梯度，剪切力破碎枝晶，破碎的枝晶作为晶核生长形成了细小的等轴晶组织，从而细化了合金的组织。Barnak[16]等人对Pb-Sn合金熔体进行脉冲电流处理，发现脉冲电流作用下提高了合金熔体过冷度，凝固组织晶粒尺寸随脉冲电流密度的增大而减小，晶粒细化的原因是脉冲电流改变了固液界面能与吉布斯自由能，降低形核功引起形核率上升。哈尔滨工业大学陈占兴[17]等人对脉冲电流作用下冷坩埚定向凝固Ti-48Al-
【参考文献】：
期刊论文
[1]脉冲电磁场在金属熔体中的电磁效应及其应用[J]. 徐燕祎,翟启杰. 上海大学学报(自然科学版). 2020(01)
[2]热处理对C-276合金无缝管晶粒长大行为的影响[J]. 路言,高佩. 金属热处理. 2020(02)
[3]脉冲电流作用下TiAl合金凝固组织演变及形成机理[J]. 陈占兴,丁宏升,陈瑞润,郭景杰,傅恒志. 金属学报. 2019(05)
[4]高密度脉冲电流对Fe-B共晶合金熔体过冷度的影响[J]. 马腾,郝维新,孙晓思,张俊婷,耿桂宏. 铸造技术. 2018(06)
[5]TiAl合金及其焊接技术研究进展[J]. 陈源,王少刚,王子伊,赵雅萱,叶庆丰,赵礼. 材料开发与应用. 2018(01)
[6]径流式车用钛铝合金增压器涡轮叶片高温持久寿命研究[J]. 王正,李胜,杨策,张炜,刘继林. 车用发动机. 2017(06)
[7]TiAl-Nb基合金多元合金化的研究进展和应用现状[J]. 李轩,郭宝汇,李秀兰,谢文玲. 热加工工艺. 2017(24)
[8]脉冲电流对Al-Cu-Mg合金凝固过程中热裂纹的影响[J]. 张万高,胡仕成,沈健,田郁林. 有色金属工程. 2017(06)
[9]有利于铸造TiAl合金增压器涡轮叶片可靠性的组织设计[J]. 朱春雷,李胜,张继. 材料工程. 2017(06)
[10]热处理工艺对铸造TiAl基合金组织及性能的影响[J]. 包春玲,张有为,赵军,谢华生. 沈阳航空航天大学学报. 2017(02)
博士论文
[1]冷坩埚定向凝固Ti-（43-48）Al-2Cr-2Nb合金组织与力学性能[D]. 王永喆.哈尔滨工业大学 2015
[2]定向凝固Ti-46Al-2Cr-2Nb合金的领先相选择及其取向变化规律[D]. 张元.哈尔滨工业大学 2013
硕士论文
[1]Nb含量对TiAl基合金组织与性能的影响[D]. 蒋孟玲.中南大学 2014
本文编号：2983735
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