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时间:2019-03-04
《粉末冶金法制备pm1000合金空心球多孔材料及其性能的研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、国内图书分类号:TB383学校代码:10213国际图书分类号:669.138密级:公开工学硕士学位论文粉末冶金法制备PM1000合金空心球多孔材料及其性能研究硕士研究生:匡爱斌导师:李明伟副教授申请学位:工学硕士学科:材料学所在单位:材料科学与工程学院答辩日期:2012年7月授予学位单位:哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TB383U.D.C:669.138DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringINVESTIGATIONONPROPERTIESOFHOLLOWSPHERECELLUL
2、ARMATERIALSOFPM1000ALLOYBYPOWDERMETALLURGYCandidate:KuangAibinSupervisor:Assoc.Prof.LiMingweiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:MaterialScienceAffiliation:SchoolofMaterialScienceandEngineeringDateofDefence:July,2012Degree-Conferring-Institution:HarbinIns
3、tituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要PM1000是具有良好的高温强度、高温抗蠕变强度和较好高温耐腐蚀性能等特点的氧化物弥散强化(ODS)镍基高温合金,其空心球多孔材料是高速飞行器上极具潜力的高温轻质结构材料。本文采用粉末冶金法制备PM1000合金空心球多孔材料,采用光学显微分析、扫描电子显微分析(SEM)、能谱分析以及X射线衍射分析等对空心球多孔材料的微观组织、成分分布和相组成进行了研究,并对空心球多孔材料的压缩性能进行了测试,取得如下研究成果:采用行星式球磨机按照10:1的球料比,在氩气保护气氛下对Ni、C
4、r、Al、Fe、Ti和Y2O3的混合粉末进行球磨,球磨转速越高,球磨时间越长,金属粉末的合金化程度越高。采用直径分别为Φ20、Φ10、Φ6的不锈钢磨球混配,在400r/min的转速下,球磨35h后金属粉末基本合金化完全。然而,转速过高,粉末出现“逆粉碎”现象,颗粒粗大。为进一步细化合金粉末,采用直径分别为Φ10、Φ6、Φ3的磨球混配,在320r/min的转速下进行二次球磨,随着球磨时间的延长,粉体逐渐细化,当球磨30h后,合金粉末的粒径小于30μm。以PM1000合金粉为原料,聚乙烯醇溶液为粘结剂配制合金粉浆。研究结果表明,合金粉粒越细小,粉
5、浆的涂覆性能越好;随着聚乙烯醇溶液浓度的增大,配制较佳涂覆性能的粉浆所需液固比也相应增大。配制具有较好流动性及涂覆性能合金粉浆的较佳工艺参数为:合金粉粒径为20.3μm,液固比为20%,聚乙烯醇浓度为3wt.%。块状素坯干燥过程中,素坯干燥所需时间随着温度的升高而缩短,获得素坯所需的较佳的温度应为70℃,干燥时间为22min。以4℃/min的升温速度缓慢加热素坯到350℃保温30min除去有机物,再以12℃/min的升温速度快速升温到最终烧结温度进行烧结。研究结果表明,在碳粉保护氩气气氛环境下烧结能够有效防止合金粉末被氧化,从而得到致密度较高
6、且力学性能较优异的空心球多孔材料;在1100~1300℃温度范围内,烧结温度越高,多孔材料的孔隙率越低,致密度越高,从而使得多孔材料的硬度及压缩强度越高。在1300℃下烧结所得多孔材料的显微维氏硬度值达到195.78MPa,压缩屈服强度达到26.31MPa。而当烧结温度达到1350℃时,空心球多孔试样出现部分熔化,结构不完整。所以1300℃为获得综合性能良好的完整PM1000空心球多孔材料的较佳温度。关键词:PM1000合金;空心球多孔材料;机械合金化;微观组织;力学性能-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractPM1000isaN
7、i-basedoxidedispersionstrengthened(ODS)superalloywithhighstrength,creepstrengthandcorrosionresistanceathightemperature.Hollowspherecellularmaterials(HSCMs)ofPM1000,ashigh-temperatureandlightstructuralmaterialsholdimportantpotentialapplicationsonhighspeedaircraft.Inthepresen
8、tresearch,hollowspherecellularmaterialsofPM1000werepreparedbypowdermetallurgy.Them
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