新型喷射成形镍基高温合金热变形行为研究

发布时间：2023-04-08 05:20

　　为了提高性能和节约成本,采用计算机模拟技术优化合金成分,并通过喷射成形技术制备第三代航空发动机涡轮盘用粉末高温合金。本文通过热模拟实验以及利用光学显微镜、SEM等观察热处理样品的显微组织,研究了新型喷射成形镍基粉末高温合金的热变形行为及热处理工艺。主要研究结果有以下几点： (1)采用热力学软件Thermal-Calc计算和d电子轨道控制相稳定性理论设计第三代航空发动机用涡轮盘高温合金成分,得出合金元素的搭配范围：钴(20-25%)、铬(10-12%)、钨和钼总量不少于5%,且钨略大于钼；钛和铝的总量在6-10%且Ti/Al比值在0.9-1.1,铌(1-2%), Nb/Ta比值在0.8-1.2。 (2)喷射沉积坯基体致密度可达99%以上,经热等静压和近等温锻造后宏观气孔闭合。喷射沉积坯以细小等轴晶组织为主,坯体内部晶粒尺寸在20-40μm,平均晶粒度在7-8级,近沉积坯表面区域晶粒较细,一次γ’相尺寸在0.3-0.5μm,呈不规则块状形貌。 (3)研究了合金在温度为1020-1150℃,应变速率为0.0003-1s-1条件下的热变形行为,应力-应变曲线表明合金热压缩过程中经历了加工硬化、...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 高温合金简介
        1.1.1 高温合金分类
        1.1.2 粉末高温合金的制备
        1.1.3 粉末高温合金的研究进展
        1.1.4 粉末高温合金未来发展趋势
    1.2 喷射成形技术简介
        1.2.1 喷射成形基本原理
        1.2.2 喷射成形技术的主要特点
        1.2.3 喷射成形技术国内外发展现状
        1.2.4 喷射成形高温合金的研究进展
    1.3 本文研究意义及内容
        1.3.1 研究意义
        1.3.2 研究内容
第2章 实验材料及方法
    2.1 实验材料
    2.2 致密化工艺
        2.2.1 热等静压工艺
        2.2.2 热压缩实验
    2.3 热处理实验
    2.4 材料组织性能测试
        2.4.1 致密度分析
        2.4.2 光学显微镜组织观察
        2.4.3 扫描电镜组织观察
第3章 新型喷射成形镍基高温合金成分设计
    3.1 合金成分设计的思路
    3.2 Thermo-calc软件介绍
    3.3 合金成分对TCP相的影响
    3.4 合金成分对γ'相的影响
    3.5 d电子合金理论的结合考虑与应用
    3.6 合金热力学相图
    3.7 本章小结
第4章 喷射成形坯的制备及组织特征
    4.1 新型喷射成形镍基高温合金的制备
    4.2 喷射成形沉积坯的组织特征
        4.2.1 喷射成形坯的致密度与宏观缺陷
        4.2.2 喷射成形坯的显微组织
    4.3 本章小结
第5章 新型喷射成形镍基高温合金热变形特征
    5.1 热压缩应力应变曲线及本构方程的确立
        5.1.1 合金的应力应变曲线特征
        5.1.2 新型喷射成形镍基高温合金本构方程的建立
    5.2 热加工图的建立
    5.3 等温压缩后合金的组织特征
        5.3.1 变形温度对组织的影响
        5.3.2 应变速率对组织影响
    5.4 本章小结
第6章 新型喷射成形镍基高温合金热处理
    6.1 喷射成形态合金的固溶组织特征
    6.2 喷射成形态合金固溶后时效组织特征
    6.3 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果



本文编号：3786089