注射成形Inconel713C合金性能的研究

发布时间：2022-12-11 18:35

　　本文探讨了 MIM技术制备高性能镍基高温合金的工艺参数和后续处理的全过程,重点研究水雾化预合金粉制备Inconel713C喂料的流变行为和烧结工艺与性能分析两部分内容。通过金相显微技术、扫描电镜分析、能谱分析、差热分析等现代分析测试手段开展了大量的实验工作及理论分析。本文研究了以水雾化为原料的Inconel713C合金粉末用于注射成形工艺过程。自主设计三种塑基多组元粘结剂配方,选取52%、54%、56%三种粉末装载量,采用控制变量法制备成五种喂料,通过对五种喂料的混合扭矩测试、生坯的SEM形貌观察和流变性能分析综合得出最佳粉末装载量为52%（体积分数）,最优粘结剂配方为A（85%聚甲醛（POM）+5%高密度聚乙烯（HDPE）+5%石蜡（PW）+5%硬脂酸（SA））,可得到适合注射的喂料。最优注射工艺参数为:注射温度为185～190℃,模温为110～120℃,注射压力为系统压力的70～75%,注射速度为65～70%。粘结剂的脱除采用催化脱脂工艺,脱脂温度为120℃,硝酸流量为1.0～1.5cc/min,脱脂时间为5h,脱脂率达到89.2%。脱脂后制定7种烧结工艺曲线,通过对烧结后拉伸试样... 

【文章页数】：89 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 金属注射成形技术
        1.2.1 金属注射成形概述
        1.2.2 金属注射成形(MIM)生产工艺与应用概要
    1.3 涡轮增压器镍基高温合金叶轮介绍
        1.3.1 Inconel 713C合金性能特点
        1.3.2 镍基高温合金的组织结构
        1.3.3 镍基高温合金热处理工艺及其研究现状
    1.4 热等静压技术原理
        1.4.1 热等静压设备的结构与特点
        1.4.2 热等静压在合金生产中的应用
    1.5 本课题研究的目的及主要内容
第二章 实验材料与实验方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验方法
        2.2.1 混料
        2.2.2 脱脂实验
        2.2.3 烧结及后续处理实验
    2.3 仪器分析与表征
        2.3.1 SEM和XRD表征
        2.3.2 质量测量
        2.3.3 扭矩测量
        2.3.4 喂料流变性能分析
        2.3.5 DSC分析
        2.3.6 试样尺寸测量
        2.3.7 密度测量
        2.3.8 硬度测量
        2.3.9 孔隙分布和金相组织观察
        2.3.10 拉伸力学性能测量
第三章 Inconel713C合金注射成形
    3.1 喂料的制备
        3.1.1 粘结剂的选择
        3.1.2 粉末与粘结剂的比例
        3.1.3 最佳粉末装载量的确定
        3.1.4 不同粘结剂配方和不同粉末装载量喂料的SEM分析
    3.2 喂料流变学行为
        3.2.1 喂料的流变学的理论基础
        3.2.2 装载量对喂料流变参数影响
        3.2.3 粘结剂的配比对喂料流变参数的影响
    3.3 注射成形工艺优化
        3.3.1 注射参数对生坯缺陷的影响
        3.3.2 注射参数对生坯密度的影响
        3.3.3 其它参数
    3.4 脱脂
        3.4.1 催化脱脂
        3.4.2 脱脂工艺的选择
        3.4.3 催化脱脂的脱脂特性
        3.4.4 催化脱脂分析
    3.5 本章小结
第四章 Inconel713C合金烧结工艺与性能分析
    4.1 烧结机理
    4.2 烧结工艺和后续处理工艺
    4.3 密度、硬度和收缩率
    4.4 孔隙分布与显微组织
        4.4.1 孔隙分布
        4.4.2 金相显微组织分析
        4.4.3 γ'相、γ+γ'共晶及碳化物
    4.5 热处理及热等静压分析
        4.5.1 γ、碳化物、γ+γ'共晶
        4.5.2 γ'相
        4.5.3 分析与讨论
    4.6 力学性能和断口形貌分析
        4.6.1 抗拉强度和屈服强度
        4.6.2 断口显微分析
    4.7 本章小结
第五章 结论和展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录 攻读硕士学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]HIP技术在改善铸件致密化方面的应用[J]. 张殿喜,周士芸,张在玉,杨秀凡,陈召松.  粉末冶金工业. 2015(01)
[2]粉末冶金生物医用Ti合金的研究及应用现状[J]. 赵腾飞,路新,曲选辉.  粉末冶金技术. 2012(04)
[3]热处理对G3合金微观组织的影响[J]. 王敬忠,杨西荣,赵西成,陈畅,冯广海.  金属热处理. 2012(03)
[4]镍基合金的析出相及强化机制[J]. 郭岩,周荣灿,侯淑芳,张红军,林琳.  金属热处理. 2011(07)
[5]时效对IN625合金组织结构及拉伸性能的影响[J]. 郭岩,侯淑芳,周荣灿.  动力工程学报. 2010(12)
[6]Inconel718合金金属注射成形制备过程及力学性能（英文）[J]. 胡幼华,李益民,何浩,娄嘉,汤潇.  稀有金属材料与工程. 2010(05)
[7]316L不锈钢粗粉注射成形工艺的研究[J]. 乔斌,尚峰,丁梅,李化强,贺毅强,杨建明.  航空材料学报. 2010(01)
[8]热等静压技术新进展[J]. 张义文.  粉末冶金工业. 2009(04)
[9]粉末注射成形催化脱脂工艺研究[J]. 郑礼清,李笃信,李昆,赵莉,王田军,白锋.  粉末冶金工业. 2009(02)
[10]粉末注射成形新型快速脱脂工艺——催化脱脂[J]. 郑礼清,李昆,蒋忠兵,李笃信.  材料科学与工程学报. 2008(06)

硕士论文
[1]粉末注射成形催化脱脂研究[D]. 郑礼清.中南大学 2009



本文编号：3719288