Ni-Al-RE（RE=La，Nd，Pr）体系热力学研究
发布时间：2024-03-30 10:25
镍基高温合金因其具有优异的高温性能,如高温强度、抗蠕变性、抗疲劳性、抗氧化性和耐热腐蚀被广泛用于现代航空发动机的动力涡轮机叶片中。镍基高温合金的优异性能归功于添加Al、Mo、Cr、W、V和Ti等元素。除了这些元素,发现添加少量(ppm级)的稀土元素能显著提高合金的高温抗氧化性、耐腐蚀性,同时机械性能也提高。然而,过量添加会增加形成拓朴密堆相的趋势和富稀土相的出现从而使合金性能劣化,因此控制稀土的添加量十分重要。利用热力学数据库和相图计算进行材料设计,可以有效减少实验时间,缩短开发周期,为新型镍基高温合金设计提供理论指导。然而,关于含有稀土元素的多组分镍基合金的相图计算研究很少。因此,建立含有稀土元素的多组分镍基高温合金数据库,为新型镍基高温合金的开发提供理论指导具有重要意义。本工作主要通过CALculation of PHAse Diagram(CALPHAD)相图计算方法对Ni–Al–La、Ni–Al–Nd和Ni–Al–Pr三元体系及其相应的子体系进行热力学评估,且使用平衡合金法对Ni-Al-La体系进行相图测定,为含有稀土元素的多组分镍基高温合金热力学数据库的建立提供基础。本论文的...
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 镍基高温合金概述
1.2 合金元素在镍基高温合金中的作用
1.2.1 固溶强化元素
1.2.2 沉淀强化元素
1.2.3 晶界强化元素
1.3 稀土元素在镍基合金中的作用
1.3.1 钇(Y)
1.3.2 镧(La)
1.3.3 铈(Ce)
1.3.4 钕(Nd)
1.4 含稀土元素镍基合金计算相图研究现状
1.5 研究内容及创新点
1.5.1 研究内容
1.5.2 创新点
1.6 课题来源
第二章 相图的研究方法
2.1 相图的测定
2.1.1 平衡合金法
2.1.2 扩散偶法
2.2 相图的计算
2.2.1 相图计算的原理
2.2.2 相图计算的优点
2.2.3 相图计算的流程
2.3 相图计算热力学模型
2.3.1 纯物质的热力学描述
2.3.2 置换溶体模型
2.3.3 缔合物模型
2.3.4 亚点阵模型
第三章 Ni–Al–La三元体系相图测定和热力学优化
3.1 文献数据评估
3.1.1 Ni–Al二元体系文献数据评估
3.1.2 Ni–La二元体系文献数据评估
3.1.3 Al–La二元体系文献数据评估
3.1.4 Ni–Al–La三元体系文献数据评估
3.2 800℃和1000℃下富镍角三元相关系的确定
3.2.1 实验过程
3.2.2 显微组织和相平衡
3.2.3 相的测定
3.3 热力学模型
3.3.1 溶体相
3.3.2 二元化合物
3.3.3 三元化合物
3.4 计算结果与讨论
3.4.2 Ni–La二元体系
3.4.3 Al–La二元体系
3.4.4 Ni–Al–La三元体系
3.5 本章小结
第四章 Ni–Al–(Nd、Pr)三元体系热力学优化
4.1 文献数据评估
4.1.1 Ni–Al二元体系文献数据评估
4.1.2 Ni–Nd二元体系文献数据评估
4.1.3 Al–Nd二元体系文献数据评估
4.1.4 Ni–Al–Nd三元体系文献数据评估
4.1.5 Ni–Pr二元体系文献数据评估
4.1.6 Al–Pr二元体系文献数据评估
4.1.7 Ni–Al–Pr三元体系文献数据评估
4.2 热力学模型
4.2.1 溶体相
4.2.2 二元化合物
4.2.3 三元化合物
4.3 Ni–Al–Nd三元体系计算结果与讨论
4.3.1 Ni–Nd二元系
4.3.2 Al–Nd二元系
4.3.3 Ni–Al–Nd三元体系
4.4 Ni–Al–Pr三元体系计算结果与讨论
4.4.1 Ni–Pr二元系
4.4.2 Al–Pr二元系
4.4.3 Ni–Al–Pr三元体系
4.5 本章小结
第五章 结论
参考文献
致谢
在学期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3942213
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 镍基高温合金概述
1.2 合金元素在镍基高温合金中的作用
1.2.1 固溶强化元素
1.2.2 沉淀强化元素
1.2.3 晶界强化元素
1.3 稀土元素在镍基合金中的作用
1.3.1 钇(Y)
1.3.2 镧(La)
1.3.3 铈(Ce)
1.3.4 钕(Nd)
1.4 含稀土元素镍基合金计算相图研究现状
1.5 研究内容及创新点
1.5.1 研究内容
1.5.2 创新点
1.6 课题来源
第二章 相图的研究方法
2.1 相图的测定
2.1.1 平衡合金法
2.1.2 扩散偶法
2.2 相图的计算
2.2.1 相图计算的原理
2.2.2 相图计算的优点
2.2.3 相图计算的流程
2.3 相图计算热力学模型
2.3.1 纯物质的热力学描述
2.3.2 置换溶体模型
2.3.3 缔合物模型
2.3.4 亚点阵模型
第三章 Ni–Al–La三元体系相图测定和热力学优化
3.1 文献数据评估
3.1.1 Ni–Al二元体系文献数据评估
3.1.2 Ni–La二元体系文献数据评估
3.1.3 Al–La二元体系文献数据评估
3.1.4 Ni–Al–La三元体系文献数据评估
3.2 800℃和1000℃下富镍角三元相关系的确定
3.2.1 实验过程
3.2.2 显微组织和相平衡
3.2.3 相的测定
3.3 热力学模型
3.3.1 溶体相
3.3.2 二元化合物
3.3.3 三元化合物
3.4 计算结果与讨论
3.4.2 Ni–La二元体系
3.4.3 Al–La二元体系
3.4.4 Ni–Al–La三元体系
3.5 本章小结
第四章 Ni–Al–(Nd、Pr)三元体系热力学优化
4.1 文献数据评估
4.1.1 Ni–Al二元体系文献数据评估
4.1.2 Ni–Nd二元体系文献数据评估
4.1.3 Al–Nd二元体系文献数据评估
4.1.4 Ni–Al–Nd三元体系文献数据评估
4.1.5 Ni–Pr二元体系文献数据评估
4.1.6 Al–Pr二元体系文献数据评估
4.1.7 Ni–Al–Pr三元体系文献数据评估
4.2 热力学模型
4.2.1 溶体相
4.2.2 二元化合物
4.2.3 三元化合物
4.3 Ni–Al–Nd三元体系计算结果与讨论
4.3.1 Ni–Nd二元系
4.3.2 Al–Nd二元系
4.3.3 Ni–Al–Nd三元体系
4.4 Ni–Al–Pr三元体系计算结果与讨论
4.4.1 Ni–Pr二元系
4.4.2 Al–Pr二元系
4.4.3 Ni–Al–Pr三元体系
4.5 本章小结
第五章 结论
参考文献
致谢
在学期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3942213
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/3942213.html