| 题名 | 重型燃机定向结晶叶片的组织与性能研究 |
| 作者 | 姜祥伟 |
| 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 | 楼琅洪 |
| 关键词 | 工业燃机叶片 热处理 持久性能 液态金属冷却 industrial gas turbine blade heat treatment creep rupture properties liquid metal cooling |
| 学位专业 | 材料工程 |
| 中文摘要 | "与航空发动机涡轮叶片相比，工业用重型燃气轮机叶片具有以下特点：尺寸大，结构形状复杂，叶片不同部位的尺寸存在较大变化。在定向重型燃机叶片制备中，燃机叶片远离定向凝固设备的冷却盘，叶片厚度增加，导致叶片在凝固过程中温度梯度减小，从而引起燃机叶片不同部位的凝固组织存在较大的差异。本文研究了液态金属冷却技术（LMC）制备的DSM11合金重型燃机叶片不同部位的铸态组织，热处理及持久性能。同时，对国内外重型燃机叶片的组织进行对比分析。得到以下主要结论： 随着燃机叶片取样位置远离冷却盘，叶片横截面积增大，叶片不同部位的冷却速率逐渐降低，导致叶片铸态组织发生变化，其中包括：一、二次枝晶间距增大，碳化物由块状转变为草书体状，γ/γ'共晶尺寸增加，共晶体积分数变化不大，保持在3.5﹪到4﹪之间，γ′相尺寸增大，η相的析出倾向增大，Co、W、Mo、Al、Ta和Ti等元素的偏析系数变化不大。 冷却速率是影响叶片不同部位枝晶间距和γ/γ'共晶尺寸变化的主要因素，而影响γ/γ'共晶含量变化的因素比较复杂，包括冷却速率、逆扩散和枝晶粗化。影响叶片不同部位碳化物形貌、尺寸和体积分数变化的因素主要是冷却速率的变化。 LMC工艺制备DSM11合金燃机叶片的热处理制度制定为1220±10℃(2h)/AC+ 1120℃(2h)/AC+850℃(24h)/AC；提高固溶温度有利于减少残余共晶的体积分数；相同热处理条件下，随着叶片远离冷却盘，残余共晶体积分数增多，γ'相组织趋于一致，η相全部消除。 燃机叶片在930℃/280MPa条件下的持久性能随固溶温度的升高有所提升；相同热处理条件下，随着叶片远离冷却盘，980℃/220MPa条件下叶片持久性能呈下降的趋势；与930℃/280MPa条件下的纵向持久性能相比，叶片横向持久寿命和延伸率有所降低。 LMC工艺制备重型燃机叶片与HRS工艺制备商用燃机叶片相比，LMC工艺获得的重型燃机叶片组织更均匀，一次、二次枝晶间距更小，三次枝晶不发达，共晶尺寸小、含量少，缩孔的尺寸和面积分数更小，块状η相的析出倾向减小。热处理组织更加均匀，残余共晶含量更低，η相完全消除。另外，使用后的商用燃机叶片组织出现退化，燃机叶片不同位置的碳化物出现不同程度的分解，γ′相出现不同程度的粗化。 " |
| 公开日期 | 2013-04-12 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://210.72.142.130/handle/321006/64546]  |
| 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 | 姜祥伟. 重型燃机定向结晶叶片的组织与性能研究[D]. 北京. 中国科学院金属研究所. 2012. |
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