GH4169镍基高温合金动态力学性能研究

发布时间：2017-08-23 20:06

  本文关键词：GH4169镍基高温合金动态力学性能研究

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【摘要】：GH4169镍基高温合金作为一种具有较好的高温力学性能、良好的热工艺和焊接性能的材料,在航空发动机等热端部件中得到了广泛的应用。本文通过分离式霍普金森压杆和单脉冲霍普金森扭杆等动态加载装置对其动态压缩和动态剪切等力学性能进行了研究,并利用金相观察等手段分析了其晶粒微观变形机理,研究内容和结论如下:1.通过分离式霍普金森压杆装置对固溶和时效两种不同热处理方式的GH4169镍基高温合金进行了不同温度和应变率下的动态压缩实验,实验结果表明两种热处理方式的材料都存在应变率效应和加工硬化现象,固溶态GH4169强度较低但具有较强的加工硬化且温度会对其加工硬化和强度产生影响,时效态GH4169强度相对较高但加工硬化现象较弱。2.采用修正的Johnson-Cook本构方程拟合了固溶态GH4169在不同温度和不同应变率下的动态压缩应力应变曲线,拟合结果表明采用此修正的JC本构在常温下可较好地描述不同应变率范围内的材料变形行为,高温下受材料热软化的影响只能在一定应变范围内与实验结果吻合较好。3.利用单脉冲霍普金森扭杆装置对固溶态GH4169镍基高温合金进行了不同应变率下的动态剪切实验,实验结果表明其剪切变形时存在明显的应变率效应,剪切应变超过临界剪切应变时材料会产生绝热剪切带继而发生剪切破坏。4.通过金相观察从微观角度研究了固溶态和时效态GH4169高温合金的变形机理,观察发现造成二者强度和加工硬化差异的原因在于其晶粒的变形方式和δ相的数量分布的不同。
【关键词】：GH4169镍基高温合金 动态压缩 动态剪切 修正Johnson-Cook本构方程 金相观察
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG132.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 高温合金简介10
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势10-18
• 1.2.1 GH4169高温合金的发展概况10-13
• 1.2.2 GH4169高温合金的热处理13-14
• 1.2.3 GH4169镍基高温合金的力学性能14-17
• 1.2.4 GH4169镍基高温合金本构模型的研究17-18
• 1.3 本论文研究的意义、目的及内容18-20
• 第2章 霍普金森压杆实验及应变场分析20-44
• 2.1 分离式霍普金森压杆实验装置简介20-22
• 2.2 加热装置简介22-24
• 2.3 数据处理原理24-28
• 2.3.1 应力应变曲线计算原理24-26
• 2.3.2 应变片的标定26-28
• 2.4 试样的准备28
• 2.5 实验结果与讨论28-34
• 2.5.1 应力应变曲线29-32
• 2.5.2 GH4169镍基高温合金的加工硬化现象32-34
• 2.6 本构方程的拟合34-39
• 2.7 应变场的测量39-42
• 2.7.1 二维DIC方法简介39-40
• 2.7.2 二维DIC实验准备40-41
• 2.7.3 实验结果及其分析41-42
• 2.8 本章小结42-44
• 第3章 单脉冲霍普金森扭杆实验44-55
• 3.1 实验装置简介44-48
• 3.2 数据处理简介48-51
• 3.2.1 实验系统的标定48-49
• 3.2.2 实验数据处理原理49-51
• 3.3 实验结果与讨论51-54
• 3.3.1 应力应变曲线分析51-53
• 3.3.2 试样的剪切破坏53-54
• 3.4 本章小结54-55
• 第4章 微观组织分析55-63
• 4.1 金相试样制备过程55-56
• 4.2 微观结构研究与分析56-61
• 4.2.1 原始组织观察56-57
• 4.2.2 不同应变率动态压缩组织观察57-59
• 4.2.3 不同温度动态压缩组织观察59-61
• 4.3 本章小结61-63
• 总结与展望63-65
• 参考文献65-69
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单69-70
• 致谢70

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本文编号：727026