题名 | K444抗热腐蚀镍基高温合金的恢复热处理和热稳定性研究 |
作者 | 王建 |
学位类别 | 硕士 |
答辩日期 | 2012 |
授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
授予地点 | 北京 |
导师 | 周兰章 ; 郭建亭 |
关键词 | 抗热腐蚀高温合金 恢复热处理 K444合金 长期时效 Hot-corrosion resistant superalloy Rejuvenation heat treatment K444 alloy Long-term thermal exposure |
学位专业 | 材料学 |
中文摘要 | 针对抗热腐蚀镍基高温合金K444在高温长期时效过程中大量有害σ相的析出问题,本文采取了恢复热处理及通过基体平均电子空位数控制设计K444改进合金两种方法来消除或控制σ相的析出,并深入研究K444改进合金的热稳定性。长期时效态K444合金在不同温度高温固溶处理过程中,σ相逐渐回溶,并且在1170℃固溶处理时σ相与枝晶干γ′强化相能够完全回溶,因此,选定K444合金恢复热处理制度的固溶温度为1170℃,并制定恢复热处理制度为1170℃,4 h,空冷 + 1050℃,4 h,空冷 + 850℃,16 h,空冷。长期时效态K444合金经恢复热处理后,枝晶干γ′强化相呈双态分布,晶界由包裹于γ′相层的M23C6及M3B2颗粒组成,其拉伸与持久性能得到有效的恢复。在K444合金的基础上,采用相计算(PHACOMP)方法,调整合金中Al、Ti、Cr、W、Mo等含量,设计六种不同化学成分的K444合金,并通过对其短时力学性能和长期组织稳定性的研究,确定K444改进合金的临界电子空位数 为2.39。K444改进合金在长期时效过程中几乎没有σ相析出,并且其长期持久性能得到成倍的提高。重点研究了K444改进合金长期时效组织演变及其对力学性能的影响。结果表明,在800 ~ 900℃长期时效过程中,二次γ′相消耗三次γ′相而粗化,其粗化激活能为261 kJ/mol,受Al、Ti在基体中的扩散速率所控制。二次γ′相的粗化及三次γ′相的消失是K444改进合金拉伸与持久性能的降低的主要原因。TiC型初生MC在长期时效过程中的分解分为三个阶段,第一阶段表现为MC与γ基体元素互扩散而生成M23C6与γ′,反应方程式可以概括为:MC + γ → M23C6 + γ′;第二及第三阶段由于MC界面上(Ti + Nb + Hf)/Al比的升高而生成η相,η的形成又促进W、Mo、Cr等元素的富集而生成M6C及M23C6相于η相内部,反应方程式可分别概括为:MC + γ → M6C + η及MC + γ → M6C + M23C6 + η,第二及第三阶段的反应方程式是以前没有被报道过的。长期时效过程中,晶界γ′相层逐渐增厚,M23C6和M3B2颗粒逐渐粗化,晶界结构从不连续粗化到半连续最后到连续的链状结构。 |
公开日期 | 2013-04-12 |
内容类型 | 学位论文 |
源URL | [http://210.72.142.130/handle/321006/64535] |
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 | 王建. K444抗热腐蚀镍基高温合金的恢复热处理和热稳定性研究[D]. 北京. 中国科学院金属研究所. 2012. |
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