收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

一种镍基单晶高温合金的组织与性能

申健  
【摘要】:单晶高温合金的高强度是多种强化机制和多种元素共同作用的结果。因此,单晶合金成分、工艺的改变对合金的组织与力学性能的关系的影响是一个较为复杂的问题。本文工作选用采用液态金属冷却定向凝固技术(LMC)制备的一种低成本无铼镍基单晶高温合金(DD265),该合金具有高强度、低成本、低密度和铸态直接使用的特点。主要研究内容包括:LMC法制备单晶铸件工艺研究;单晶合金的拉伸性能;单晶合金的持久性能和蠕变性能;长期时效对单晶合金组织与性能的影响等。 液态金属冷却定向凝固过程中,增加选晶器起晶段激冷层晶粒数量是控制单晶取向的有效方法;型壳温度一定时,随着抽拉速率的增加合金组织细化,一次枝晶间距降低,共晶含量降低,型壳温度升高这种变化趋势更加明显;工艺参数对合金持久性能的影响不大,但是对室温拉伸性能影响较大。 LMC工艺可以有效细化合金组织,采用LMC工艺制备的DD265单晶合金一次枝晶间距相对HRS工艺制备的合金缩小近1倍,共晶和碳化物尺寸为HRS工艺的一半,并且DD265合金的初熔温度升高。LMC工艺制备的合金最高固溶温度和处理时间都低于HRS工艺制备的合金。固溶处理过程中,LMC工艺制备的合金中铸态MC型碳化物全部发生溶解,而HRS工艺制备的合金中碳化物只有少量发生溶解。这是由于LMC工艺可以有效的降低显微偏析和减小碳化物尺寸所引起的。 对LMC法制备的DD265单晶合金的拉伸性能研究发现,合金的屈服强度与抗拉强度随温度的变化规律一致,首先随着温度的升高略有降低,450℃后开始升高,在600℃达到最大值,然后缓慢下降,850℃后屈服强度与抗拉强度随着温度升高迅速下降。延伸率与断面收缩率随温度的变化规律也基本相同,但是变化趋势与强度正好相反。 DD265单晶合金的持久强度与典型第一代单晶合金相当。同一温度下蠕变曲线的形状相似,不同温度下存在差异。低温区蠕变可以发现明显的蠕变三个阶段;高温区表现出明显的蠕变稳态和蠕变加速阶段。同时,本文从位错运动角度深入分析了不同温度蠕变过程。合金在975°C/255MPa的持久性能从大到小的顺序为:[11]靠近[001]-[11]边界[001]靠近[001]-[011]边界[011]。(111)[01]滑移系的Schmidt因子和取向旋转对不同取向单晶高温合金975°C/255MPa持久性能有很大影响。 DD265合金在900℃和1000℃条件下经过2000小时时效处理,合金内部没有发现TCP相。900℃条件下,单晶合金的室温拉伸强度和屈服强度随着时效处理时间的延长,表现为先降低,再升高,最后再降低的趋势。在1000℃条件下,抗拉强度和屈服强度呈下降趋势;持久性能的变化规律与室温拉伸性能相似。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 何国,李建国,毛协民,傅恒志,郭振琪;单晶高温合金三维晶体取向的检测方法[J];材料工程;1993年02期
2 陈荣章;单晶高温合金CMSX-10与CMSX-4的性能比较[J];材料工程;1995年11期
3 刘世忠,李嘉荣,唐定忠,钟振纲;单晶高温合金定向凝固过程数值模拟[J];材料工程;1999年07期
4 刘世忠,李嘉荣,钟振钢;第二代单晶高温合金空心涡轮叶片凝固过程数值模拟研究[J];材料科学与工艺;1999年S1期
5 何国,毛协民,傅恒志;一次枝晶间距模型及在单晶高温合金中的验证(英文)[J];材料研究学报;1993年06期
6 张静华,唐亚俊,张志亚,于洋,李英敖,张济山,胡壮麒;影响单晶Ni基高温合金持久性能的因素[J];材料研究学报;1991年05期
7 王华明;张静华;唐亚俊;李英敖;胡壮麒;;单晶高温合金激光表面快速凝固显微组织的TEM研究[J];金属学报;1991年06期
8 唐定中,李嘉荣,吴仲棠,刘世中,吴学仁;低成本的第二代单晶高温合金DD398[J];材料工程;1999年03期
9 张明军;骆宇时;肖程波;唐定中;吴仲棠;;抽拉速率对DD6单晶高温合金组织的影响[J];材料工程;2010年11期
10 李嘉荣,唐定中,刘世忠,劳日玲,吴仲棠;Re对一种单晶高温合金蠕变断裂寿命的影响[J];材料工程;1999年03期
11 王美炫,李影;DD6单晶高温合金疲劳断口的扫描电子显微分析[J];电子显微学报;2001年04期
12 刘丽荣;金涛;孙晓峰;管恒荣;胡壮麒;;单晶高温合金中的碳化物演化及其作用的研究[J];航空材料学报;2007年05期
13 刘丽荣;孙新涛;金涛;孙晓峰;管恒荣;胡壮麒;;含碳镍基单晶高温合金的再结晶倾向性[J];机械工程材料;2007年05期
14 刘刚;刘林;赵新宝;闵志先;葛丙明;;难熔元素对镍基单晶高温合金凝固特性及组织的影响[J];材料导报;2008年09期
15 赵新宝;刘林;余竹焕;刘刚;傅恒志;;X射线衍射法测量单晶高温合金的取向[J];稀有金属材料与工程;2009年07期
16 李金国,金涛,赵乃仁,王震,孙晓峰,管恒荣,胡壮麒;单晶高温合金HRS定向凝固过程凝固参数的计算机检测与分析[J];稀有金属材料与工程;2002年03期
17 刘源;于金江;徐岩;孙晓峰;;单晶高温合金的冷热疲劳裂纹生长行为研究[J];稀有金属材料与工程;2009年01期
18 史振学;李嘉荣;刘世忠;韩梅;刘维维;;第二代单晶高温合金的低周疲劳行为[J];材料热处理学报;2011年05期
19 李嘉荣,唐定中,陈荣章;铼(Re)在单晶高温合金中的作用[J];材料工程;1997年08期
20 陈志强,韩雅芳,钟振纲,魏朋义,颜鸣皋;镍基单晶高温合金Larson-Miller曲线的预测[J];材料工程;1999年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 韩凤奎;燕平;赵京晨;于潇翔;曾强;张龙飞;;一种新型四代单晶高温合金的元素分布和组织特征[A];第十二届中国高温合金年会论文集[C];2011年
2 冯小辉;李应举;杨院生;;单晶高温合金凝固组织演化数值模拟与预测[A];第十二届中国高温合金年会论文集[C];2011年
3 黄爱华;崔树森;王少刚;杨胜群;刘秀玲;于兴福;;镍基单晶高温合金的发展概况[A];第十二届全国铸造年会暨2011中国铸造活动周论文集[C];2011年
4 郝红全;张健;楼琅洪;;单晶高温合金中小角度晶界的形成机制研究[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
5 魏文娟;濮晟;郑运荣;唐海军;冯强;;单晶高温合金滑移损伤诱发的胞状转变[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
6 王莉;王栋;张健;楼琅洪;;碳对第二代镍基单晶高温合金高温持久性能的影响[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
7 王莉;刘心刚;张健;楼琅洪;;第三代单晶高温合金DD33的高温氧化行为[A];第十二届中国高温合金年会论文集[C];2011年
8 杨初斌;刘林;赵新宝;张军;傅恒志;;<011>取向单晶高温合金DD407的凝固组织研究[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
9 孙乃荣;张澜庭;李志刚;单爱党;;相图模拟在Ni基单晶高温合金生长工艺改进中的应用[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
10 张龙飞;燕平;赵京晨;韩凤奎;曾强;;DD407单晶高温合金980℃/260MPa持久蠕变的各向异性[A];第十二届中国高温合金年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 申健;一种镍基单晶高温合金的组织与性能[D];沈阳工业大学;2013年
2 邹慧;DD3单晶高温合金强流脉冲电子束表面改性研究[D];天津大学;2011年
3 吴文平;镍基单晶高温合金的界面微结构及定向粗化行为分析[D];北京交通大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨亮;单晶高温合金(?)C36电子束区熔定向凝固[D];西北工业大学;2003年
2 白雪峰;低成本第三代单晶高温合金的组织与性能[D];沈阳工业大学;2006年
3 孙新涛;碳在一种镍基单晶高温合金中的作用[D];沈阳工业大学;2007年
4 茆亮;Ru对单晶高温合金微观组织和力学性能的影响[D];沈阳工业大学;2010年
5 温涛;一种镍基单晶高温合金显微组织及力学性能的研究[D];沈阳工业大学;2011年
6 李美姮;一种单晶高温合金NiCrAIY/ZrO_2热障涂层的氧化行为[D];湖南大学;2001年
7 刘阳;新型单晶高温合金MO9A组织和性能稳定性研究[D];沈阳理工大学;2011年
8 周勇;定向凝固涡轮叶片蠕变试验及理论分析[D];大连理工大学;2010年
9 张红科;热处理对一种含Re镍基单晶合金组织的影响研究[D];河北科技大学;2012年
10 须庆;各向异性材料喷丸残余应力的数值模拟[D];上海交通大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 常宗华;第十届中国高温合金学术年会暨21世纪先进高温合金生产和应用国际研讨会举行[N];世界金属导报;2004年
2 庞贝;叶片钎焊建奇功[N];中国航空报;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978