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热处理对一种含Re镍基单晶合金组织的影响研究

作　者: 张红科
导　师: 傅其凤；王颖
学　校: 河北科技大学
专　业: 机械工程
关键词: 镍基单晶合金 Re 热处理铸态组织固溶时效
分类号: TG166
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 28次
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内容摘要

镍基单晶高温合金是目前制造先进航空发动机涡轮叶片,导向叶片的关键材料,不断提高承温能力和降低合金成本是该类合金的主要研究目标。为提高承温能力,常采用低Cr高难熔(W、Mo、Nb、Ta、Re等)元素总量的合金化途径,尤其是稀贵金属Re的使用显著提高了单晶合金的高温蠕变和持久性能。通常,国际上单晶合金中Re的含量为3%或6%,合金也由一代提高到二代和三代,但含Re单晶合金的成本提高了约一个数量级以上,严重制约了合金的推广应用,因此发展低成本单晶合金是非常有意义的。本文针对一种含1%Re的低成本单晶合金热处理进行了研究,主要研究了含Re合,金的铸态组织组成,并结合DSC分析,确定了合金的固溶工艺,探讨了固溶处理对合金元素分布的影响以及时效时间和温度对γ’尺寸的影响,最后确定了该种合金最佳的热处理工艺。研究结果主要如下：单晶合金的铸态组织均由γ、γ’及γ/γ’共晶相组成,Re的添加没有改变铸态合金中析出相的种类,γ/γ’共晶的形貌,但含Re的合金枝晶比较细小且排列比较紧密固溶处理可以明显改善合金元素的偏析状况,随着固溶温度增加,合金枝晶逐渐变小直至全部固溶,添加1%的Re对γ/γ’共晶的固溶温度影响不大,经过1290℃/4h固溶处理后合金基本固溶完全,γ’平均尺寸约为0.3-0.4μm时效处理温度对γ’相形貌和尺寸有较大影响。随时效温度的升高,γ’粒子的尺呈逐渐增加的趋势,γ’粒子的立方度表现为增加后减少的趋势,经过1290℃/4h固溶处理后再经870℃/96h低温一次时效热处理工艺处理,大部分γ’粒子的立方度、尺寸都有明显改善,丫’平均尺寸达到了0.5μm,因此选其为最佳热处理工艺

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-17
  1.1 镍基高温合金的发展史  8-10
  1.2 单晶高温合金的相组成及结构特征  10-11
  1.3 单晶高温合金中合金元素的作用  11-13
  1.4 单晶高温合金的制备工艺  13-14
  1.5 单晶高温合金的热处理特征  14-15
  1.6 本文的研究意义  15-16
  1.7 试验计划  16
  1.8 本章小结  16-17
第2章试验材料和方法  17-20
  2.1 试验用原材料  17
  2.2 试验设备  17
  2.3 试验方法  17-19
  2.4 本章小结  19-20
第3章合金铸态组织分析  20-26
  3.1 宏观铸态组织  20
  3.2 微观铸态组织  20-24
  3.3 合金的X射线衍射分析  24-25
  3.4 本章小结  25-26
第4章合金的固溶处理  26-32
  4.1 合金的DSC曲线分析  26-27
  4.2 不同温度固溶处理工艺  27-31
  4.3 本章小结  31-32
第5章合金的时效处理  32-43
  5.1 一次时效处理工艺的选择  32-33
  5.2 一次时效处理组织  33-37
  5.3 二次时效处理工艺的选择  37-38
  5.4 二次时效处理组织  38-42
  5.5 本章小结  42-43
结论  43-44
参考文献  44-47
攻读硕士学位期间所发表的论文  47-48
致谢  48-49
个人简历  49

热处理对一种含Re镍基单晶合金组织的影响研究

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