第三代镍基单晶高温合金中温区的力学性能研究

发布时间：2024-04-12 22:11

　　镍基单晶高温合金因其具有优异的高温综合性能,成为制造现代航空涡轮发动机叶片的关键材料。本文通过环境扫描电子显微镜(ESEM)原位观察研究一种第三代镍基单晶高温合金在加力、加温条件下的中温区拉伸实验时显微结构演化。母合金预先经过合适的固溶处理和时效强化后制成特定尺寸的拉伸试样,在750℃下的拉伸实验结果表明:拉伸过程中由密排面{111}和密排方向<110>所组成的滑移系统最先启动,其它的滑移系统随着塑性变形的增加相继启动,并且该温度下拉伸样品在拉伸过程中产生位错运动,位错滑移以切过机制通过强化相γ′,从而合金出现中温硬化行为。对750℃拉伸样品断口形貌的显微结构图像进行分析,发现断口有明显的韧窝,表现为微孔聚集型断裂,该温度下合金的断裂以韧性断裂为主。在透射电子显微镜(TEM)下对拉伸试样进行X射线能谱分析(EDS)测定各元素分布,发现合金元素Co、Cr、W、Mo、Re主要富集在γ基体;而Al、Ti、Ta是强化相γ′的主要组成成分。

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 镍基高温合金的发展历程
    1.3 镍基单晶高温合金
        1.3.1 镍基单晶高温合金的制备工艺
        1.3.2 镍基单晶高温合金的成分优化和各个元素的作用
        1.3.3 镍基单晶高温合金的微观组织形态
    1.4 涡轮叶片设计和制造工艺的发展
        1.4.1 优化涡轮叶片的冷却系统
        1.4.2 减少定向凝固中产生的缺陷
        1.4.3 降低中温高应力下的蠕变损伤
    1.5 本文主要研究内容及研究意义
第二章 实验材料与方法
    2.1 实验材料和实验设备
        2.1.1 拉伸材料的制备流程
        2.1.2 实验设备
    2.2 原位拉伸力学实验
    2.3 试样的分析和表征
第三章 热处理工艺
    3.1 镍基高温合金热处理工艺
    3.2 热处理对镍基单晶高温合金显微组织结构的影响
        3.2.1 固溶处理
        3.2.2 时效处理
    3.3 热处理实验结果分析
    3.4 本章小结
第四章 一种第三代镍基单晶高温合金中温区原位拉伸力学实验
    4.1 拉伸性能指标
    4.2 拉伸装置和拉伸试样
    4.3原位加温-拉伸力学实验
    4.4 拉伸实验的结果与分析
        4.4.1 力-位移拉伸曲线
        4.4.2 原位加温-拉伸表面形貌分析
        4.4.3 拉伸试样的典型断口分析
        4.4.4 断口夹杂物分析
        4.4.5 样品拉伸实验前后横截面微观两相结构和成分分布
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
致谢
个人简历
攻读学位期间发表的学术论文与取得的其它研究成果



本文编号：3952045