冷拉GH4169合金组织演变及力学性能
发布时间：2021-09-09 19:26
沉淀强化型镍基高温合金GH4169在高温下具有优异的综合力学性能和良好的耐腐蚀性,被广泛应用于航空领域包括转子叶片、燃气轮机轮和螺栓、挤压模具的成型等。由于镍基高温合金GH4169自身强度较高,并且航空业中使用的零件具有较高的公差等级,因此合金塑性成型件的加工就变得极为困难。由于适量的δ相析出可以有效地提升合金的低周疲劳性能、蠕变性能,同时降低材料的缺口敏感性,因此本文采用OM、SEM、TEM等分析手段结合室温拉伸变形系统的研究了不同形态δ相、γ"/γ′的强化机制,得到如下结论。1.在冷变形过程中,固溶态合金微观组织表现为晶粒沿着拉伸方向被逐渐拉长,晶界转动明显,变形带增加,晶界面积增加,晶粒细化明显。不同变形量的合金经时效处理后,随着变形量的增加合金δ相的析出量明显增加,δ相的形态、分布由原始的针状以及晶界、晶内分布不均变得更加细小且分布均匀。影响合金变形抗力的主要因素为合金的变形量,冷拉过程中孪生变形行为的参与导致了合金变形抗力增加幅度减缓。2.固溶态合金在900℃和950℃直接时效时,大量针状δ相的析出对位错运动产生阻碍作用导致合金的屈服强度增加,硬度上升,延伸率降低。在850℃...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
世界高温合金（涡轮叶片、盘片）的发展和我国主要合金的研制
工程硕士学位论文9晶面的原子排列方式一致，这也是δ相易在γ″上形核析出的原因。图1.2GH4169强化相的析出与溶解规律[26]δ相在晶界和晶内的散乱分布对晶界具有钉扎作用，抑制晶粒的长大，起到晶界强化的作用。大量对该作用的探索发展出了GH4169合金的Delta工艺，如图1.3所示[26]。在GH4169锻态合金的生产过程中会首先在900℃左右等温时效处理析出大量的针状δ相，在终锻时利用δ相对晶界的钉扎作用即可防止晶粒的异常长大，因此可获得组织均匀细小的锻态合金。同时δ相的存在对合金的塑性至关重要，δ相的适量存在可以降低合金的缺口敏感性。图1.3GH4169合金的δ相锻造工艺示意图[26]γ″相为GH4169合金非稳态的主要强化相，主要原因是γ″相在其析出温度区间内的析出量较大，γ″相呈体心四方DO22结构在基体中弥散分布，与基体的点阵错配度较大会产生更高的共格畸变效应。(112)晶面为γ″相的密排面，单位晶胞及（111）晶面的原子排列如图1.5所示，从图中可以看出γ″相晶胞是由两个LI2结构的晶胞沿[001]方向堆垛而成，中间为反相界畴[28-29]。当合金的热处理温度超过650℃时会发生γ″的粗化并转变为稳态δ相，因此要严格控制合金的使用温度。
工程硕士学位论文9晶面的原子排列方式一致，这也是δ相易在γ″上形核析出的原因。图1.2GH4169强化相的析出与溶解规律[26]δ相在晶界和晶内的散乱分布对晶界具有钉扎作用，抑制晶粒的长大，起到晶界强化的作用。大量对该作用的探索发展出了GH4169合金的Delta工艺，如图1.3所示[26]。在GH4169锻态合金的生产过程中会首先在900℃左右等温时效处理析出大量的针状δ相，在终锻时利用δ相对晶界的钉扎作用即可防止晶粒的异常长大，因此可获得组织均匀细小的锻态合金。同时δ相的存在对合金的塑性至关重要，δ相的适量存在可以降低合金的缺口敏感性。图1.3GH4169合金的δ相锻造工艺示意图[26]γ″相为GH4169合金非稳态的主要强化相，主要原因是γ″相在其析出温度区间内的析出量较大，γ″相呈体心四方DO22结构在基体中弥散分布，与基体的点阵错配度较大会产生更高的共格畸变效应。(112)晶面为γ″相的密排面，单位晶胞及（111）晶面的原子排列如图1.5所示，从图中可以看出γ″相晶胞是由两个LI2结构的晶胞沿[001]方向堆垛而成，中间为反相界畴[28-29]。当合金的热处理温度超过650℃时会发生γ″的粗化并转变为稳态δ相，因此要严格控制合金的使用温度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effect of cold rolling and first precipitates on the coarsening behavior of γ″-phases in Inconel 718 alloy[J]. Jing-ling Zhang,Qian-ying Guo,Yong-chang Liu,Chong Li,Li-ming Yu,Hui-jun Li. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2016(09)
[2]高温合金热处理工艺研究进展[J]. 崔令江,林熙原,朱强,王传杰,张鹏. 材料导报. 2016(13)
[3]热处理态激光立体成形Inconel 718高温合金的组织及力学性能[J]. 宋衎,喻凯,林鑫,陈静,杨海欧,黄卫东. 金属学报. 2015(08)
[4]GH4169合金的研究新进展[J]. 赵新宝,谷月峰,鲁金涛,严靖博,尹宏飞. 稀有金属材料与工程. 2015(03)
[5]GH4169G合金热处理期间的相转变特征与机理分析[J]. 田素贵,王欣,谢君,刘臣,郭忠革,刘姣,孙文儒. 金属学报. 2013(07)
[6]新型难变形高温合金эк151的组织特征及平衡析出相热力学计算[J]. 毕中南,曲敬龙,杜金辉,张继. 稀有金属材料与工程. 2013(05)
[7]δ相对GH4169合金高温拉伸变形行为的影响[J]. 张海燕,张士宏,程明. 金属学报. 2013(04)
[8]δ相对GH4169合金热变形行为的影响[J]. 韦家虎,董建新,喻健,姚志浩,付书红. 航空材料学报. 2012(06)
[9]不同固溶处理对GH4169合金常温拉伸性能的影响[J]. 孔永华,刘瑞毅,陈国胜,谢黎雄,朱世根. 稀有金属材料与工程. 2012(S2)
[10]高温合金熔炼工艺讨论[J]. 王晓峰,周晓明,穆松林,邹金文. 材料导报. 2012(07)
博士论文
[1]δ相对GH4169合金高温变形及再结晶行为的影响[D]. 王岩.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]GH4169合金在冷变形和时效处理条件下组织变化的研究[D]. 李荣斌.燕山大学 2001
本文编号：3392649
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
世界高温合金（涡轮叶片、盘片）的发展和我国主要合金的研制
工程硕士学位论文9晶面的原子排列方式一致，这也是δ相易在γ″上形核析出的原因。图1.2GH4169强化相的析出与溶解规律[26]δ相在晶界和晶内的散乱分布对晶界具有钉扎作用，抑制晶粒的长大，起到晶界强化的作用。大量对该作用的探索发展出了GH4169合金的Delta工艺，如图1.3所示[26]。在GH4169锻态合金的生产过程中会首先在900℃左右等温时效处理析出大量的针状δ相，在终锻时利用δ相对晶界的钉扎作用即可防止晶粒的异常长大，因此可获得组织均匀细小的锻态合金。同时δ相的存在对合金的塑性至关重要，δ相的适量存在可以降低合金的缺口敏感性。图1.3GH4169合金的δ相锻造工艺示意图[26]γ″相为GH4169合金非稳态的主要强化相，主要原因是γ″相在其析出温度区间内的析出量较大，γ″相呈体心四方DO22结构在基体中弥散分布，与基体的点阵错配度较大会产生更高的共格畸变效应。(112)晶面为γ″相的密排面，单位晶胞及（111）晶面的原子排列如图1.5所示，从图中可以看出γ″相晶胞是由两个LI2结构的晶胞沿[001]方向堆垛而成，中间为反相界畴[28-29]。当合金的热处理温度超过650℃时会发生γ″的粗化并转变为稳态δ相，因此要严格控制合金的使用温度。
工程硕士学位论文9晶面的原子排列方式一致，这也是δ相易在γ″上形核析出的原因。图1.2GH4169强化相的析出与溶解规律[26]δ相在晶界和晶内的散乱分布对晶界具有钉扎作用，抑制晶粒的长大，起到晶界强化的作用。大量对该作用的探索发展出了GH4169合金的Delta工艺，如图1.3所示[26]。在GH4169锻态合金的生产过程中会首先在900℃左右等温时效处理析出大量的针状δ相，在终锻时利用δ相对晶界的钉扎作用即可防止晶粒的异常长大，因此可获得组织均匀细小的锻态合金。同时δ相的存在对合金的塑性至关重要，δ相的适量存在可以降低合金的缺口敏感性。图1.3GH4169合金的δ相锻造工艺示意图[26]γ″相为GH4169合金非稳态的主要强化相，主要原因是γ″相在其析出温度区间内的析出量较大，γ″相呈体心四方DO22结构在基体中弥散分布，与基体的点阵错配度较大会产生更高的共格畸变效应。(112)晶面为γ″相的密排面，单位晶胞及（111）晶面的原子排列如图1.5所示，从图中可以看出γ″相晶胞是由两个LI2结构的晶胞沿[001]方向堆垛而成，中间为反相界畴[28-29]。当合金的热处理温度超过650℃时会发生γ″的粗化并转变为稳态δ相，因此要严格控制合金的使用温度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effect of cold rolling and first precipitates on the coarsening behavior of γ″-phases in Inconel 718 alloy[J]. Jing-ling Zhang,Qian-ying Guo,Yong-chang Liu,Chong Li,Li-ming Yu,Hui-jun Li. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2016(09)
[2]高温合金热处理工艺研究进展[J]. 崔令江,林熙原,朱强,王传杰,张鹏. 材料导报. 2016(13)
[3]热处理态激光立体成形Inconel 718高温合金的组织及力学性能[J]. 宋衎,喻凯,林鑫,陈静,杨海欧,黄卫东. 金属学报. 2015(08)
[4]GH4169合金的研究新进展[J]. 赵新宝,谷月峰,鲁金涛,严靖博,尹宏飞. 稀有金属材料与工程. 2015(03)
[5]GH4169G合金热处理期间的相转变特征与机理分析[J]. 田素贵,王欣,谢君,刘臣,郭忠革,刘姣,孙文儒. 金属学报. 2013(07)
[6]新型难变形高温合金эк151的组织特征及平衡析出相热力学计算[J]. 毕中南,曲敬龙,杜金辉,张继. 稀有金属材料与工程. 2013(05)
[7]δ相对GH4169合金高温拉伸变形行为的影响[J]. 张海燕,张士宏,程明. 金属学报. 2013(04)
[8]δ相对GH4169合金热变形行为的影响[J]. 韦家虎,董建新,喻健,姚志浩,付书红. 航空材料学报. 2012(06)
[9]不同固溶处理对GH4169合金常温拉伸性能的影响[J]. 孔永华,刘瑞毅,陈国胜,谢黎雄,朱世根. 稀有金属材料与工程. 2012(S2)
[10]高温合金熔炼工艺讨论[J]. 王晓峰,周晓明,穆松林,邹金文. 材料导报. 2012(07)
博士论文
[1]δ相对GH4169合金高温变形及再结晶行为的影响[D]. 王岩.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]GH4169合金在冷变形和时效处理条件下组织变化的研究[D]. 李荣斌.燕山大学 2001
本文编号：3392649
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