单晶高温合金组织退化及其对持久性能的影响
发布时间：2021-07-07 09:09
本文采用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、电子探针（EPMA）等分析手段对第二代单晶高温合金中拓扑密堆（TCP）相的析出行为及其对合金性能的影响、二次反应区（SRZ）等组织的形成进行了系统的研究。分析了热处理制度、高温时效处理对TCP相析出的影响,研究了涂覆NiCrAlYSi涂层的合金中SRZ等组织的形成机制以及合金元素Ta的影响,同时还研究了 TCP相对合金不同条件持久、蠕变性能的影响,研究结果表明:900℃长期热暴露后,含2Re（wt.%）的铸态合金枝晶干无TCP相析出,枝晶间析出大量的σ相,并且优先在粗大γ/γ’共晶周围析出。枝晶干无TCP相析出主要是由于γ相体积分数较高,可以容纳更多的W、Re等难熔元素,而枝晶间大量σ相析出主要是由于γ/γ’共晶前沿Ti、Cr元素的富集。低温短时热处理（1260℃/1h）后,合金在枝晶干中心和枝晶间均无TCP相析出,而在二次枝晶臂有少量的μ相析出。不完全热处理（1270℃/4h）和完全热处理（1280℃/4h）后,合金均在枝晶干析出了μ相,枝晶间无TCP相析出。其中,完全热处理态合金析出的μ相体积分数更高。这是由于随着热处理温度提高和热处...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１?Ｒｏｌｌｓ－Ｒｏｙｃｅ公司民用航空发动机涡轮进口温度（ＴＥＴ）的演变［７】??Ｆｉｇ．?１－１?Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｔｕｒｂｉｎｅ?ｅｎｔｒｙ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?（ＴＥＴ）?ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ?ｏｆ?Ｒｏｌｌｓ－Ｒｏｙｃｅ＾?ｃｉｖｉｌ??
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???Ｍｏ等），各种元素在ｙ相中溶解度不同。其中Ｃｒ、Ｃｏ、Ｗ、Ｍｏ和Ｒｅ等元素溶??解度较大，而Ｔｉ、Ｔａ、Ａ１等元素溶解度较校由于Ｙ相包含各种固溶元素，Ｙ??相的点阵常数ａ变化范围较大，一般在０．３５２￣０．３６２ｎｍ之间。??Ｑ???－Ｑ??Ｖ?Ｄｉｓｏｒｄｅｒｅｄ，?ＦＣＣ?Ｏｒｄｅｒｅｄ，?ＬＩ２??？?Ｔ＾＾ｎｒ＃?＃Ｎｉ??ＫＪ?！?Ｎｉ（Ｃｏ，Ｃｒ，Ｍｏ，?／Ｗ?！?／＂Ｓ??Ｗ，Ｒｅ，Ｒｕ）?ＣＹ＾ＪＷｙＫｊ?〇ＡＩ，Ｔｉ??（ａ）?（ｂ）??图１－５?ｙ相（ａ）与，相（ｂ）的晶体结构ＨＩ??Ｆｉｇ．?１－５?Ｔｈｅ?ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｏｆ?ｙ?（ａ）?ａｎｄ?（ｂ）?ｐｈａｓｅｓ＊１＊??１．３．２几何密排相??几何密排相（Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌ?Ｃｌｏｓｅ－ｐａｃｋｅｄ?Ｐｈａｓｅ，ＧＣＰ相）是由紧密排列的原??子面按不同堆垛顺序依次堆垛而成，具有密排有序结构。根据密排面和堆垛顺序，??ＧＣＰ相又分为多种类型。镍基单晶高温合金中的ＧＣＰ相有Ｌｌ２型有序ｙ相（ＮｂＡｌ）、??密排六方有序ｒｉ－ＮｂＴｉ相、正交有序Ｓ－Ｎｉ３Ｎｂ相和卩－ＮｉＡｌ相等。其中，丫＇相（Ｎｉ３Ａｌ）??最为常见。??Ｙ＇相具有Ｃｕ３Ａｕ型的Ｌｌ２面心立方有序结构，是镍基高温合金的主要强化相。??如图ｌ－５（ｂ）所示为丫＇相的晶体结构：其中Ｎｉ原子占据晶胞的６个面心位置，Ａ１??原子占据晶胞的８个顶角位置。Ｙ相的点阵常数ａ变化范围较大，一般在??０．３５６ｎｍ？０．３６１ｎｍ之间。由于丫＇相与Ｙ相同样具有ＦＣＣ超结构，并且晶格常数相??近，丫’相与Ｙ相保持共格关系，但存在一定的错配度，
【参考文献】：
期刊论文
[1]W对第三代镍基单晶高温合金组织稳定性的影响[J]. 王博,张军,潘雪娇,黄太文,刘林,傅恒志. 金属学报. 2017(03)
[2]μ相的形成及其对力学性能的影响[J]. 蔡玉林,郑运荣. 金属学报. 1982(01)
[3]W和Co对Ni-20Cr基合金高温蠕变行为的影响[J]. 杨枏森,魏育环,傅宏镇,李文高,唐荣德. 金属学报. 1981(01)
博士论文
[1]一种第三代镍基单晶高温合金蠕变各向异性的研究[D]. 李一飞.中国科学技术大学 2019
本文编号：3269359
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１?Ｒｏｌｌｓ－Ｒｏｙｃｅ公司民用航空发动机涡轮进口温度（ＴＥＴ）的演变［７】??Ｆｉｇ．?１－１?Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｔｕｒｂｉｎｅ?ｅｎｔｒｙ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?（ＴＥＴ）?ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ?ｏｆ?Ｒｏｌｌｓ－Ｒｏｙｃｅ＾?ｃｉｖｉｌ??
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???Ｍｏ等），各种元素在ｙ相中溶解度不同。其中Ｃｒ、Ｃｏ、Ｗ、Ｍｏ和Ｒｅ等元素溶??解度较大，而Ｔｉ、Ｔａ、Ａ１等元素溶解度较校由于Ｙ相包含各种固溶元素，Ｙ??相的点阵常数ａ变化范围较大，一般在０．３５２￣０．３６２ｎｍ之间。??Ｑ???－Ｑ??Ｖ?Ｄｉｓｏｒｄｅｒｅｄ，?ＦＣＣ?Ｏｒｄｅｒｅｄ，?ＬＩ２??？?Ｔ＾＾ｎｒ＃?＃Ｎｉ??ＫＪ?！?Ｎｉ（Ｃｏ，Ｃｒ，Ｍｏ，?／Ｗ?！?／＂Ｓ??Ｗ，Ｒｅ，Ｒｕ）?ＣＹ＾ＪＷｙＫｊ?〇ＡＩ，Ｔｉ??（ａ）?（ｂ）??图１－５?ｙ相（ａ）与，相（ｂ）的晶体结构ＨＩ??Ｆｉｇ．?１－５?Ｔｈｅ?ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｏｆ?ｙ?（ａ）?ａｎｄ?（ｂ）?ｐｈａｓｅｓ＊１＊??１．３．２几何密排相??几何密排相（Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌ?Ｃｌｏｓｅ－ｐａｃｋｅｄ?Ｐｈａｓｅ，ＧＣＰ相）是由紧密排列的原??子面按不同堆垛顺序依次堆垛而成，具有密排有序结构。根据密排面和堆垛顺序，??ＧＣＰ相又分为多种类型。镍基单晶高温合金中的ＧＣＰ相有Ｌｌ２型有序ｙ相（ＮｂＡｌ）、??密排六方有序ｒｉ－ＮｂＴｉ相、正交有序Ｓ－Ｎｉ３Ｎｂ相和卩－ＮｉＡｌ相等。其中，丫＇相（Ｎｉ３Ａｌ）??最为常见。??Ｙ＇相具有Ｃｕ３Ａｕ型的Ｌｌ２面心立方有序结构，是镍基高温合金的主要强化相。??如图ｌ－５（ｂ）所示为丫＇相的晶体结构：其中Ｎｉ原子占据晶胞的６个面心位置，Ａ１??原子占据晶胞的８个顶角位置。Ｙ相的点阵常数ａ变化范围较大，一般在??０．３５６ｎｍ？０．３６１ｎｍ之间。由于丫＇相与Ｙ相同样具有ＦＣＣ超结构，并且晶格常数相??近，丫’相与Ｙ相保持共格关系，但存在一定的错配度，
【参考文献】：
期刊论文
[1]W对第三代镍基单晶高温合金组织稳定性的影响[J]. 王博,张军,潘雪娇,黄太文,刘林,傅恒志. 金属学报. 2017(03)
[2]μ相的形成及其对力学性能的影响[J]. 蔡玉林,郑运荣. 金属学报. 1982(01)
[3]W和Co对Ni-20Cr基合金高温蠕变行为的影响[J]. 杨枏森,魏育环,傅宏镇,李文高,唐荣德. 金属学报. 1981(01)
博士论文
[1]一种第三代镍基单晶高温合金蠕变各向异性的研究[D]. 李一飞.中国科学技术大学 2019
本文编号：3269359
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