硕士论文--热处理、tcp相对单晶合金蠕变行为的影响

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1、摘要本文采用Md法和Nv法设计了2种不同Re含量的单晶镍基合金，并对合金中析出TCP相的倾向进行了预测和验证。通过对制备的单晶合金进行热处理、蠕变曲线测定及组织形貌观察，研究了热处理、TCP相对单晶合金蠕变行为的影响。结果表明，确定出Md和Nv方法预测含Re镍基合金中有TCP相析出的临界值分别为：Md>0.987和Nv>2.25；其中4.5%Re合金在高温时效期间，有TCP相沿{111}<110>取向呈片状析出，随时效时间延长，TCP相可转变成球状形态。4.2%Re合金经1320℃高温固溶处理，可大幅度降低合金中枝晶间/臂区域的成分偏析，经高温固溶冷却后，合金

2、中的g′相呈现组合碟形形态，经1100℃时效后，尺寸约为0.45µm的立方g¢相以共格方式嵌镶在g基体中，随时效温度提高，g¢相已过分长大。与4.2%Re合金相比，4.5%Re合金在中温高应力蠕变期间无TCP相析出，具有较好的蠕变抗力，其变形机制是位错剪切g¢相，其中，切入g¢相内的<110>超位错发生分解，形成(1/3)<112>超肖克莱不全位错加层错的位错组态，可抑制位错的交滑移，是使合金具有较好蠕变抗力和较长蠕变寿命的原因。在高温蠕变期间，4.5%Re合金中有TCP相析出，由于TCP相发生球化转变，仅较小幅度降低合金的蠕变寿命。与4.5%Re合金相比，4

3、.2%Re合金在高温低应力下有较好的蠕变抗力和较长的蠕变寿命，主要原因是，蠕变期间形成具有较高强度的筏状g¢相与应力轴方向垂直，可有效阻碍位错运动。4.2%Re合金在高温低应力蠕变期间，在最大切应力作用下，迹线方向为[0`11]和[011]的超位错切入筏状g¢相，其中，主次滑移系交替开动，使筏状g¢相扭折，位错剪切g¢相的数量增加，直至发生蠕变断裂，是合金在蠕变后期的主要变形机制关键词：单晶镍基合金；元素Re；TCP相；蠕变；组织演化51沈阳工业大学硕士论文InfluenceoftheelementReonmicrostructureandcreepprope

4、rtiesofnickel-basedsuperalloysAbstractInthisdissertation,bymeansofMdandNvmethod,twokindscompositionsofthesinglecrystalnickel-basedsuperalloyscontainingRehavebeendesignedtopredicttheprecipitatedtendencyofTCPphase,andinvestigatingtheeffectsoftheheattreatmentregimesandTCPphaseonthemicr

5、ostructureandcreepbehaviourofthesinglecrystalnickel-basedsuperalloysbymeansoftheheattreatment,creepcurvemeasurementandmicrostructureobservation.TheresultsshowthatthecompositionsofthesuperalloysmaybedesignedtoforecasttheprecipitatedtendencyofTCPphasebymeansofMdandNvmethod,andthecriti

6、calvalueofTCPphaseprecipitatedaredeterminedtobeMd>0.987andNv>2.25,respectively.Inthefurther,theslice-likeTCPphasein4.5%Resinglecrystalnickel-basedsuperalloyduringhightemperatureagingisprecipitatedalong{111}<110>orientation,andtheTCPphaseistransformedintothesphere-likemorphologyasthe

7、agingtimeprolongs.Thesolutiontreatmentof4.2%Resinglecrystalsuperalloyismadefor4hat1320℃,whichmayreducethecompositionsegregationinthedendrite/interdendriteregionstoenhancethecreepresistanceofalloy.Buttheinitialmeltingof4.5%Realloyoccursintheperiodofthesolutiontreatmentat1325℃.Afterth

8、ehightemperaturesol