DZ125合金的组织结构与蠕变性能

发布时间：2017-04-04 13:16

  本文关键词：DZ125合金的组织结构与蠕变性能，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文通过对DZ125合金进行不同条件的蠕变性能测试，结合SEM、TEM微观组织观察，对合金进行位错衍衬分析，研究了DZ125合金组织结构与蠕变行为，并考察了合金在不同条件的组织演化特征与规律。 结果表明，合金经完全热处理后，在枝晶干和枝晶间区域仍然存在着一定程度的成分偏析，，其中，Al、Hf等γ′相形成元素在枝晶间区域的偏聚和富集，可致使枝晶间区域的γ′相粗大。在低于860℃氋应力蠕变期间，合金的变形机制是位错在基体中的滑移和剪切立方γ′相，且合金中γ′相未发生筏形化转变，直至蠕变断裂γ′相仍然保持较完整的立方体形貌，分别计算出合金在740~780℃和840~860℃范围内的表观蠕变激活能为423.439kJ/mol和408.066kJ/mol。在高于970℃的蠕变期间，合金中γ′相发生了筏形化转变，其γ′相完全转化成与应力轴垂直的N型筏状结构。合金在高温蠕变期间仍表现出较低的应变速率和较长的蠕变寿命，分别测定出合金在970~990℃和1030~1050℃范围内的表观蠕变激活能为355.398kJ/mol和338.418kJ/mol。在长期服役条件下，合金表现出了较低的蠕变速率和较好的蠕变抗力，合金中工作区域的N型筏状γ′相厚度将随着蠕变时间的增加而发生长大。 合金在高温蠕变稳态期间的变形机制是位错攀移越过γ′相，蠕变后期的变形机制是位错切入γ′相，其中，切入γ′相的110超位错可由{111}面交滑移到{100}面，形成K-W锁，阻碍位错运动，是合金具有较好蠕变抗力的原因之一。合金在枝晶间/枝晶干区域存在明显的组织不均匀性，且晶界存在于枝晶间区域。合金在蠕变后期，主次滑移系中位错的交替开动，可剪切筏状γ′相，并促使裂纹首先在位于枝晶间区域的晶界处萌生，并沿与应力轴成45°的最大剪切应力方向扩展，直至发生蠕变断裂，是合金的蠕变断裂机制。
【关键词】：DZ125镍基合金 组织演化 扩散迁移率 蠕变性能 变形机制
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TG146.15
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-27
• 1.1 高温合金概述及强化特点10-15
• 1.1.1 高温合金概述10-11
• 1.1.2 高温合金的强化特点11-14
• 1.1.3 高温合金的工艺强化途径14-15
• 1.2 铸造高温合金及制备技术15-18
• 1.2.1 铸造高温合金15-16
• 1.2.2 定向凝固技术的发展16-18
• 1.2.3 定向凝固技术的应用18
• 1.3 定向铸造合金的发展18-22
• 1.3.1 国外定向铸造合金的发展18-20
• 1.3.2 国内定向凝固合金的发展20-22
• 1.4 DZ125 合金的组织与性能及影响因素22-25
• 1.4.1 合金的化学成分22-23
• 1.4.2 热处理对组织结构的影响23-24
• 1.4.3 长期时效对合金组织结构的影响24-25
• 1.5 本课题的目的、意义和研究内容25-27
• 1.5.1 本课题的目的及意义25
• 1.5.2 研究内容25-26
• 1.5.3 实验方法与手段26-27
• 第二章 实验方法与内容27-30
• 2.1 实验材料及样品制备27
• 2.2 实验设备27-28
• 2.3 实验内容及方法28-30
• 2.3.1 蠕变性能测试28
• 2.3.2 合金中γ′相筏形化观察28
• 2.3.3 长期服役条件下蠕变特征测定28-29
• 2.3.4 合金的组织形貌观察29
• 2.3.5 蠕变激活能的测定29-30
• 第三章 实验结果与分析30-59
• 3.1 热处理对合金组织结构的影响30-33
• 3.1.1 热处理对合金γ′相形貌的影响30-32
• 3.1.2 热处理后的晶界形貌32-33
• 3.2 合金的蠕变特征33-41
• 3.2.1 中温条件下的蠕变特征33-35
• 3.2.2 高温蠕变特征35-36
• 3.2.3 长期服役条件下的蠕变特征36-37
• 3.2.4 蠕变激活能和应力指数37-41
• 3.3 蠕变期间的组织演化41-48
• 3.3.1 中温蠕变期间的组织演化41-43
• 3.3.2 长期蠕变期间的组织演化43-46
• 3.3.3 高温蠕变期间的组织演化46-48
• 3.4 元素在两相中的分布及蠕变期间的扩散迁移率48-53
• 3.4.1 组织结构的不均匀特征48-50
• 3.4.2 γ′相的形筏行为50-52
• 3.4.3 蠕变期间元素的扩散迁移率52-53
• 3.5 蠕变期间的变形与断裂特征53-59
• 3.5.1 中温蠕变期间的变形特征53-54
• 3.5.2 稳态蠕变期间的变形特征54-55
• 3.5.3 位错组态的衍衬分析55-57
• 3.5.4 蠕变断裂特征57-59
• 第四章 结论59-60
• 参考文献60-63
• 在校研究成果63-64
• 致谢64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：285596