长期时效对gh4586a合金tcp相和冲击韧性的影响

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1、羔!!垄堂堡主兰堡垒查塑墨摘要GH4586A合金是我国自行研制成功的一种新型难变形镍基高温合金，是在GHl41合金的基础上，调整合金元素含量而发展的新型合金。初衷是用作航天发动机涡轮盘材料。目前，为了进一步发挥该合金的潜力，欲将其应用拓展到航空发动机领域。并保证其在700-800。C范围内长期安全工作，这就需要彻底澄清在上述条件下的合金组织及性能的变化规律。本文通过金相显微镜、SEM、TEM、定量金相分析及物理化学相分析等研究方法观察分析合金的显微组织，同时测定冲击性能等。重点研究TCP相的溶解析出规律及其对合金冲击韧性的影响机理，为GH4586A合金的安全使用提供科学依据

2、。GH4586A合金在750"C、800*(2和850"(2下长期时效后，其组织中有u相和。相两种TCP相析出。肛相为长针状，长约5～13um，径长比为O．03～O．06；a相为短棒状，长约2～5IIm，径长比为0．2～0．07。且在750"C和800"(2下时效时，u相和a相的数量随着时效温度的升高和时效时间的延长逐渐增加。在850。C下时效时，随着时效时间延长，p相和口相均开始出现回溶趋势。根据物理化学相分析数据，对GH4586A合金中u相的析出动力学进行了系统分析，结果表明，该合金u相析出的动力学曲线可以用Jolmson-Mehl型方程精确的加以描述，且得出GH458

3、6A合金在长期时效时u相转变规律可用下式描述：f=1一exp{一[1／[Aexp(Q／R7)]In[1／(1一五)】f)GH4586A合金在不同温度下长期时效时，随着时效时间的延长，Y’相数量基本稳定，尺寸逐渐增加。且碳化物主要有三种类型：MC、M23C6、M6C，其中M23C6为主要碳化物相，沿晶界分布，随着时效温度的升高和时间的延长，M2sC6一直呈递增趋势，且形貌由链状逐渐转变为颗粒状。冲击韧性测试结果表明，GH4586A合金在750℃和800℃长期时效后，随着时效时间的延长，冲击韧性单调下降，在850"C长期时效后，冲击韧性略有回升。通过SEM观察冲击断口形貌，发现

4、冲击韧性值的大小与断13的表面粗糙度有关，断．nI．东北大学硕士学位论文摘要口表面越粗糙，冲击韧性值越高。冲击载荷下，GH4586A合金易在脆性TCP相及晶界M23c6处萌生裂纹。随着时效温度的升高和时效时间的延长，Y’相粗化以及TCP相析出数量的增加，均使得基体的强化程度下降，加速了冲击载荷下裂纹的形核扩展。因此，三方面综合作用，致使GH4586A合金经长期时效后，冲击韧性整体呈下降趋势。关键词：镍基高温合金，长期时效，TCP相，冲击韧性东北大学硕士学位论文AbstractGH4586Aisakindofharddeformationhi曲performancenicke

5、lbasesuperalloy．GH4586AalloyWasmostlyusedforairspaceengineasturbinediskmaterial．Presently,itwillbeappliedtoaviationengineasturbinediskmaterial，whichwillbeservedatbj曲temperatureforalongterm．SoitisimportanttounderstandthemicrostructureandpropertiesofGH4586Aalloyduringlongtermagingatdifferent

6、temperature。Basedonabovebackground，thepresentresearchofGH4586Amainlyincludestwoparts：oneisthevariablebehaviorofthetopologicallyclosedpacked(TCP)，andtheotheristheeffectofthevariablemicrostructureofthealloyonabsorbedenergy．ThemictostructuralcharacteristieswereexaminedbySEM，TEM，quantitativeme

7、tallographicanalysisandphaseanalysis．TheresultsindicatethattherearetwokindsofTCPphases．nameduphaseandaphase，wehnGH4586Aalloyisagedat750。C，800"Cand850。Cfordifferenttimes．AnditWasfoundbySEMandTEM．theuphaseisinneedle-shapedandophaseisinshortbar．WhenOH4586Aalloyis