Ni含量对Co-Al-W基高温合金组织和力学性能的影响
发布时间：2023-08-25 20:04
自从在Co-Al-W基高温合金中发现了类似于Ni基高温合金中的具有L12面心立方结构的γ’相后,Co基合金可以通过第二相产生沉淀强化,然而相比于Ni基高温合金,Co-Al-W基合金中的γ’相无法在较高温度下稳定存在。由于合金化是改善合金组织和性能的有效途径,经科学家们的努力,判断添加Ni元素对合金的性能具有一定的促进作用。因此,本文以四种不同Ni含量(20/25/28/30wt.%)的新型γ’相强化的Co-Al-W基高温合金为研究对象,观察合金铸态、固溶态及时效态的显微组织,分析Ni含量对合金组织演变的影响;同时,对四种合金进行硬度、拉伸性能和蠕变性能测试,分析Ni含量对合金力学性能的影响及机理。研究结果表明,铸态下四种合金中含有γ相、γ’相、β-(CoAl)相和以Co3Ta为基的固溶体相。Ni可以提高合金γ/γ’两相的错配度,随着Ni含量的增加,铸态和热处理态合金中的γ’相立方度均增加。固溶处理后,合金中μ相数量增加,在时效过程中,发生了从μ相到Co3W相的转变,随着时效时间的增加,μ相将全部转变为Co3W相。合金经时效处理后,低Ni含量合金的γ’相形貌从圆形转变为不规则形状;高Ni...
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 高温合金概述
1.2 钴基高温合金
1.3 高温合金的强化方式
1.3.1 传统钴基高温合金的强化方式
1.3.2 新型钴基高温合金的强化方式
1.4 Co-Al-W合金的相组成
1.4.1 基体相(γ相)
1.4.2 强化相(γ'相)
1.4.3 β相
1.4.4 Co3Ta固溶体相
1.4.5 μ相
1.4.6 D019相
1.5 钴基高温合金的热处理制度
1.6 蠕变的基本特征
1.6.1 蠕变概述
1.6.2 蠕变机制
1.7 合金元素对Co-Al-W基高温合金的影响
1.8 文研究的目的、内容及意义
第2章 实验材料及方法
2.1 实验材料
2.1.1 合金的制备
2.1.2 金相试样的制备
2.2 合金的热处理制度
2.2.1 差热分析(DTA)法确定合金的初熔温度
2.2.2 合金热处理制度的确定
2.3 微观组织观察与相成分分析
2.4 合金性能测试
2.4.1 合金的硬度测试
2.4.2 合金的拉伸性能测试
2.4.3 合金的蠕变性能测试
第3章 实验结果与分析
3.1 Ni含量对Co-Al-W基合金显微组织的影响
3.1.1 铸态显微组织分析
3.1.2 合金初熔温度的确定
3.1.3 热处理对四种合金显微组织的影响
3.1.3.1 固溶处理对合金的显微组织的影响
3.1.3.2 时效后处理后的显微组织分析
3.1.3.3 合金热处理制度的确定
3.1.4 合金固溶处理后显微组织分析
3.1.5 合金时效处理后显微组织分析
3.1.6 γ'形貌与错配度的关系
3.2 Ni含量对Co-Al-W基合金力学性能的影响
3.2.1 Ni含量对Co-Al-W基合金显微硬度的影响
3.2.2 Ni含量对Co-Al-W基合金拉伸性能的影响
3.2.2.1 Ni含量对Co-Al-W基合金室温拉伸性能的影响
3.2.2.2 Ni含量对Co-Al-W基合金760℃拉伸性能的影响
3.2.2.3 Ni含量对Co-Al-W基合金900℃拉伸性能的影响
3.2.3 断口形貌分析
3.2.3.1 室温拉伸断口形貌分析
3.2.3.2 760℃拉伸断口形貌分析
3.2.3.3 900℃拉伸断口形貌分析
3.2.4 影响机制分析
3.3 Ni含量对Co-Al-W基合金蠕变性能的影响
3.3.1 Ni含量对Co-Al-W基合金850℃/450MPa下蠕变性能的影响
3.3.2 四种合金在850℃/450MPa下蠕变断裂后的显微组织分析
3.3.2.1 四种合金在850℃/450MPa蠕变条件下的γ'相演化
3.3.2.2 850℃/450MPa时不同位置应力与孔洞、裂纹之间的关系
3.3.3 Ni含量对Co-Al-W基合金1000℃/137MPa下蠕变性能的影响
3.3.4 四种合金在1000℃/137MPa下蠕变断裂后的显微组织分析
3.3.4.1 四种合金在1000℃/137MPa蠕变条件下的γ'相演化
3.3.4.2 1000℃/137MPa时不同位置应力与孔洞、裂纹之间的关系
第4章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢
本文编号：3843229
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【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 高温合金概述
1.2 钴基高温合金
1.3 高温合金的强化方式
1.3.1 传统钴基高温合金的强化方式
1.3.2 新型钴基高温合金的强化方式
1.4 Co-Al-W合金的相组成
1.4.1 基体相(γ相)
1.4.2 强化相(γ'相)
1.4.3 β相
1.4.4 Co3Ta固溶体相
1.4.5 μ相
1.4.6 D019相
1.5 钴基高温合金的热处理制度
1.6 蠕变的基本特征
1.6.1 蠕变概述
1.6.2 蠕变机制
1.7 合金元素对Co-Al-W基高温合金的影响
1.8 文研究的目的、内容及意义
第2章 实验材料及方法
2.1 实验材料
2.1.1 合金的制备
2.1.2 金相试样的制备
2.2 合金的热处理制度
2.2.1 差热分析(DTA)法确定合金的初熔温度
2.2.2 合金热处理制度的确定
2.3 微观组织观察与相成分分析
2.4 合金性能测试
2.4.1 合金的硬度测试
2.4.2 合金的拉伸性能测试
2.4.3 合金的蠕变性能测试
第3章 实验结果与分析
3.1 Ni含量对Co-Al-W基合金显微组织的影响
3.1.1 铸态显微组织分析
3.1.2 合金初熔温度的确定
3.1.3 热处理对四种合金显微组织的影响
3.1.3.1 固溶处理对合金的显微组织的影响
3.1.3.2 时效后处理后的显微组织分析
3.1.3.3 合金热处理制度的确定
3.1.4 合金固溶处理后显微组织分析
3.1.5 合金时效处理后显微组织分析
3.1.6 γ'形貌与错配度的关系
3.2 Ni含量对Co-Al-W基合金力学性能的影响
3.2.1 Ni含量对Co-Al-W基合金显微硬度的影响
3.2.2 Ni含量对Co-Al-W基合金拉伸性能的影响
3.2.2.1 Ni含量对Co-Al-W基合金室温拉伸性能的影响
3.2.2.2 Ni含量对Co-Al-W基合金760℃拉伸性能的影响
3.2.2.3 Ni含量对Co-Al-W基合金900℃拉伸性能的影响
3.2.3 断口形貌分析
3.2.3.1 室温拉伸断口形貌分析
3.2.3.2 760℃拉伸断口形貌分析
3.2.3.3 900℃拉伸断口形貌分析
3.2.4 影响机制分析
3.3 Ni含量对Co-Al-W基合金蠕变性能的影响
3.3.1 Ni含量对Co-Al-W基合金850℃/450MPa下蠕变性能的影响
3.3.2 四种合金在850℃/450MPa下蠕变断裂后的显微组织分析
3.3.2.1 四种合金在850℃/450MPa蠕变条件下的γ'相演化
3.3.2.2 850℃/450MPa时不同位置应力与孔洞、裂纹之间的关系
3.3.3 Ni含量对Co-Al-W基合金1000℃/137MPa下蠕变性能的影响
3.3.4 四种合金在1000℃/137MPa下蠕变断裂后的显微组织分析
3.3.4.1 四种合金在1000℃/137MPa蠕变条件下的γ'相演化
3.3.4.2 1000℃/137MPa时不同位置应力与孔洞、裂纹之间的关系
第4章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢
本文编号：3843229
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