QQ客服 官方微博 反馈留言

题名	B、Zr、P对两种典型低膨胀高温合金组织和性能的影响
作者	于连旭
学位类别	博士
答辩日期	2010-01-29
授予单位	中国科学院金属研究所
授予地点	金属研究所
导师	孙晓峰
关键词	低膨胀高温合 微量元素 凝固行为 晶界 力学性能
其他题名	Effects of B, Zr and P on the microstructure and properties of two typical low thermal expansion superalloys
学位专业	材料学
中文摘要	本文研究了B和Zr对降低Cr提高Al的改型Thermo-Span合金与P对IN783合金组织和性能的影响，以考察B、Zr和P在Fe-Co-Ni基低膨胀高温合金体系中的作用，为进一步优化性能提供指导。 对B和Zr含量不同的新型Thermo-Span铸态合金研究结果表明，增加B含量会减少Laves相的析出量，而促进硼化物共晶的形成，使合金的终凝温度降低到1127℃附近。含B和Zr的新型合金经1100℃×4h+ 1200℃×25h均匀化后，枝晶间残余相数量较低，元素分配较均匀。 标准热处理后，增加B抑制Laves相析出，并促进硼化物析出；还限制了合金晶界相的聚堆析出，控制了晶界析出相长大。B提高晶界结合力，降低了晶界裂纹形核率，而使高B合金中的沿晶裂纹大幅减少。B抑制了沿晶扩散，降低裂纹扩展速率。因此，增加B含量提高了合金的持久寿命，并消除了缺口敏感性。高B含Zr新型合金具有热膨胀系数低，抗氧化、室温拉伸强度高、持久寿命长，且无缺口敏感性等优异的性能。此外，新合金在900℃时变形抗力低，且具有超塑性，说明该高B新合金可在低温热加工，以避免出现过热开裂。 650℃时效过程中，新型合金的γ’相长大缓慢，新合金时效1000h后的γ’相尺寸明显小于Thermo-Span合金。在晶界和大块析出相附近等缺陷多的区域析出了一种新相。长期时效后，各合金的室温强度有所降低；而新型合金的650℃拉伸屈服强度变化不大。γ’相的粗化，使得合金的基体容易发生蠕变变形，因此时效后，各合金持久寿命均有降低，而持久延伸率大幅提高。而晶界周围高Nb相的析出使晶界区的软化，从而有效释放应力集中，因此各合金均无缺口敏感性。而由于B对晶界的强化作用仍然存在，因此长期时效后，高B的新型Thermo-Span合金持久寿命仍然较高，即合金具有优异的长期时效稳定性。 对IN783铸态合金的研究表明，合金的凝固顺序为：L→ L+ γ→ L+ γ+ β→ γ+ β+ Laves相。合金存在两种富Al的β相：枝晶间的大块β相，形成于1349℃附近，与Al的枝晶偏析有关；在Laves相周围和晶界析出的小块状相，形成于冷却过程，与Al的固态扩散有关。初生β相将Nb排斥到残余液体中，促进了Laves相的形成，因此，大块β相常被块状Laves相和Laves/γ共晶组织包围。而Nb在凝固过程中的偏聚程度更高，因此在大多数枝晶间区析出的是Laves/γ共晶组织。增加P含量不降低合金的初熔温度，而在1185℃附近形成板条状共晶。在1160℃保温时，板条状共晶溶解，富P相析出并长大。通过1160℃，12h+ 1180℃，24h+ 1200℃，6h的均匀化处理，高P合金内的大块枝晶间析出相基本溶解，枝晶偏析基本消除。 对IN783合金组织和性能的研究结果表明，在845℃时效时，除析出β相外，γ’相也开始析出。低温时效时，小γ’相大量析出，大γ’相也逐渐粗化，并由球形转变为方形。标准热处理后，合金晶内析出两种尺寸的γ’相。延长845℃时效时间，β相在晶界和合金晶内的析出增加，而β相周围的贫大γ’相析出区逐渐扩大，晶内大γ’相的析出也受到影响。通过热处理调整晶界β相的析出行为，并不影响合金持久寿命，而相长大能提高合金的持久塑性。 在IN783合金中，增加P含量促进晶界β相和磷化物相的析出。晶界β相析出能明显改善沿晶氧化抗力，但磷化物相容易被氧化。而P弱化晶界β/γ的界面结合力，因此高P合金更容易形成沿晶裂纹，使其持久寿命低于标准合金。
语种	中文
公开日期	2012-04-10
页码	132
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/17279]
专题	金属研究所_中国科学院金属研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	于连旭. B、Zr、P对两种典型低膨胀高温合金组织和性能的影响[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2010.

个性服务

查看访问统计

相关权益政策

暂无数据

收藏/分享

除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。