单晶高温合金拉伸持久蠕变长期时效论文.doc

一种镍基单晶高温合金显微组织及力学性能的研究 【摘要】 本文采用扫描电镜 SEM 、透射电镜 TEM 等分析手段,研究了一种镍基单晶高温合金的力学性能及变形机制。铸态合金为典型的枝晶结构。热处理后,γ′相具有规则的立方体形态。合金的屈服和抗拉强度随温度的变化规律基本相同。屈服和抗拉强度在500℃时达到最小值,在800℃达到最大值。随温度的变化塑性的变化趋势与强度的正好相反。低温下合金的变形方式为单根位错剪切γ′相；高温下为位错绕过γ′相；中温下表现为从剪切到绕过的转变。室温和中温下合金均为纯剪切断裂；高温下合金表现为微孔聚集型断裂。在800℃条件下,持久过程中γ′相形貌基本保持不变。温度高于800℃时,γ′相发生定向粗化。温度达到980℃时,γ′相形成完整的筏型结构。中温下 800℃ 合金表现为纯剪切和微孔聚集混合型断裂,在高温下 980℃ 为明显的微孔聚集型断裂。在800℃/850MPa,800℃/1050MPa条件下,持久变形机制依次表现为层错及位错对剪切γ′相；在980℃/250MPa,980℃/320MPa条件下,持久变形机制表现为Orowan机制,在980℃/400MPa条件下,持久变形机制表现为位错攀移。合金的蠕变曲线表现出强烈...?更多还原 【Abstract】 In the present paper, the mechanical properties and deformation mechanism of a Ni-based single crystal superalloy were investigated and analyzed by scanning electron microscopy SEM and transmission electron microscopy TEM .As-cast alloy has obvious dendritic structure,γ’ phase has regular cubic shape after full heat treatment. Both yield and tensile strengths reach the minimum value at about 500℃, and they increase to maximum value at 800℃. The trend of ductility with temperature is opposite ...?更多还原 【关键词】 单晶高温合金； 拉伸； 持久； 蠕变； 长期时效； 【Key words】 single crystal superalloy； tensile； stress rupture； creep； long-term aging； 摘要 5-6 ABSTRACT 6-7 第一章 绪论 10-28 1.1 高温合金的发展 10-12 1.2 镍基单晶高温合金发展概述 12-14 1.3 单晶镍基合金的相组成 14-16 1.4 镍基单晶高温合金中元素的作用 16-20 1.5 镍基单晶合金的组织与性能 20-26 1.5.1 热处理特征 20-22 1.5.2 强化特征 22-24 1.5.3 持久变形 24-26 1.5.4 高温性能 26 1.6 本文的研究意义及内容 26-28 第二章 实验材料与方法 28-32 2.1 单晶的制备 28-29 2.2 实验设备 29 2.3 实验方法 29-32 2.3.1 铸态及热处理态组织观察 29-30 2.3.2 拉伸实验 30 2.3.3 持久及蠕变实验 30-31 2.3.4 长期时效过程中的组织演化 31-32 第三章 实验结果及分析 32-59 3.1 铸态和热处理态组织分析 32-35 3.1.1 合金的铸态组织形貌 32-33 3.1.2 热处理对合金组织的影响 33-35 3.2 拉伸部分 35-40 3.2.1 不同温度下的拉伸性能 35-37 3.2.2 拉伸断口形貌及变形行为 37-39 3.2.3 分析与讨论 39-40 3.3 持久蠕变性能及变形组织 40-51 3.3.1 蠕变性能及变形组织 40-43 3.3.2 持久性能及变形组织 43-51 3.4 长期时效 51-59 3.4.1 γ′相的粗化行为 51-53 3.4.2 长期时效过程中TCP相的析出 53-55 3.4.3 长期时效后的持久性能 55-56 3.4.4 分析与讨论 56-59 第四章 主要结论 59-60 参考文献