950_熱暴露對(duì)K403鎳基合金組織和性能的影響

畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )外文資料翻譯 系 別 ： 機(jī)電信息系 專 業(yè)： 金屬材料工程 班 級(jí)： 姓 名： 馮有 學(xué) 號(hào)： 外文出處： 中國(guó)知網(wǎng) 附 件： 1. 原文 ； 2. 譯文 2014 年 06 月 950_熱暴露對(duì) 基合金組織和性能的影響 劉軍 楊合 孫志超 唐文婷 1. 西北工業(yè)大學(xué) 凝固技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710072 2. 西安理工大學(xué)，陜西 西安 710048 摘 要 針對(duì)鎳基鑄造高溫合 950 高溫下分別進(jìn)行了 5、 50 和 100h 的熱暴露試驗(yàn)，研究熱暴露對(duì) 金顯微組織和室溫力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：金經(jīng)高溫?zé)岜┞逗?，晶?nèi)和晶界析出 化物， 相聚集長(zhǎng)大且邊角發(fā)生鈍化，隨熱暴露時(shí)間的延長(zhǎng)， 出現(xiàn) 相邊角鈍化變成圓形或近圓形，部分 相發(fā)生定向相互連接粗化的現(xiàn)象和趨勢(shì)；合金的名義屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度隨熱暴露時(shí)間的延長(zhǎng)而下降，而塑性則明顯提高，導(dǎo)致合金強(qiáng)度下降塑性提高的主要原因之一則是 強(qiáng)化相的聚集粗化；熱暴露前后，室溫拉伸斷口均為枝晶組織斷裂，熱暴露后的試樣拉伸斷面出現(xiàn)少量沿晶斷裂特征和淺而小的韌窩，且存在韌窩的數(shù)量隨熱暴露時(shí)間的延長(zhǎng)而增多。 關(guān)鍵詞：鎳基高溫合金 暴露；力學(xué)性能；顯微組織 作者簡(jiǎn)介：劉 君，女， 1976 年生，博士生，講師，西安理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710048，電話： 029403 合金是鎳 具有高溫強(qiáng)度，耐疲勞性和鑄造 較于其他合金， 金是更便宜的，并且較低鈷含量（ 5）。作為鎳基鑄造高溫合金之一， 金具有被廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域 ，是 輪轉(zhuǎn)子低于 900C 等溫鍛造葉片成型模具預(yù)削硬變形的材料， 金 。 一般是組合服務(wù)的條件下使用高溫和載荷的軸承，這是一種非常苛刻的工作環(huán)境。在高溫?zé)崞毓庖欢ǖ臅r(shí)間周期長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)變化將發(fā) 生在合金中，包括聚集和強(qiáng)度的增長(zhǎng)厄，甚至沉淀脆拓?fù)涞拿芘牛?。 析出物的粗化被認(rèn)為在蠕變性能的劣化的主要因素， 暴露。調(diào)查的 850 熱暴露于微的影響結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性和機(jī)械性能并得出結(jié)論認(rèn)為，硬度和抗蠕變壽命脫該合金的過程中的長(zhǎng)期熱暴露折痕重從初級(jí)和次級(jí) 粗化下降。研究長(zhǎng)期熱的影響暴露于 相和一個(gè)方向的拉伸行倚重凝固鎳基高溫合金 果表明屈服應(yīng)力不斷地與一個(gè)減小增加的老化時(shí)間在 900 下這源于 粗化和降低 體積分?jǐn)?shù)?？紤]到熱暴露于高溫合金的影響微觀真實(shí)性的和特性，在本文中， 鎳基超級(jí)合金 行了詳細(xì)研究了熱暴露樣品在 950 下不同時(shí)間的組織和性能 。 1 實(shí)驗(yàn) 鎳基高溫合金 熔化，在真空電感化爐。該合金熔化物倒入在測(cè)試棒真空的機(jī)械性能的測(cè)量，并接完標(biāo)準(zhǔn)的拉伸比桿用 5 毫米直徑。該式樣被放置在一個(gè) ，在空氣中的熱暴露在 950 維持 5， 50 和 100 小時(shí)。拉伸實(shí)驗(yàn) ,進(jìn)行了關(guān)于一 材料試驗(yàn)控制在室溫下。觀察顯微組織 ,試樣制備在腐蝕性液體混合 10 克硫酸銅 450 毫升鹽酸， 5 毫升水 和 80 毫升蒸餾水。顯微組織由 金顯微鏡和掃描型電子顯微鏡。拉伸斷裂采用 描電子吉斯分析。 圖 1 下進(jìn)行 5 小時(shí)的熱暴露 時(shí)熱暴露 時(shí)熱暴露 圖 2 金碳化物形態(tài)后熱暴露于 950 下進(jìn)行 5 小時(shí) 2 結(jié)果與討論 暴露對(duì)微觀結(jié)構(gòu)的影響 圖 3 顯示 金的 像之前和之后在 950C 熱暴露不同的時(shí)間。圖 a 所示熱暴露前的鑄樣結(jié)構(gòu)，主要由 的固溶， 相（ +）共晶相，和 固溶體為基體，它是有多個(gè)解決方案元素鎳基奧氏體相（即鈷，鉻鉬，和 W）和連續(xù)分布的面心立方結(jié)構(gòu)。分散 相的體積，比例約 58，是主要強(qiáng)化相，這是連貫沉淀在固態(tài)來自 （ +）共晶相為液體沉淀為合金凝固后，用大花的形狀和體積分?jǐn)?shù) 的 1 3。碳化物 可見和形狀。 圖 bd 后熱鑄顯示微觀 露在 950C。在（ +）的中心的網(wǎng)絡(luò)共晶相顯著降低，甚至消失 1b），然后將共晶特征是不明顯的熱暴露后。在 和 相是 分 顆粒是面向與曝光時(shí)間的增加，如在圖 1c 1D 所示。 粒從在分離 2 示出了碳化物5 小時(shí)的熱暴露后，其中，大批量主 段，小 粒，和依稀可見 著碳化物分布為鏈晶粒間界，使晶界卷繞。 圖 3 微觀結(jié)構(gòu)和 金的 相的形貌 在不同的條件 （ a）鑄態(tài)試樣，（ b） 樣品 在 950 熱暴露 5 小時(shí)（ c）， 50 小時(shí)（ d）和 100 小時(shí) 作為主要強(qiáng)化相， 相是鎳 3數(shù)量，形態(tài)，大小和分布起著重要的作用，確定正確的合金的關(guān)系。在 950C 的熱暴露有兩種形態(tài)和 相的大小的 變化，如圖中所示。在鑄造條件下。在熱暴露時(shí) 相讓一起長(zhǎng)大的鈍立方角（圖 b）。由于熱暴露的增加，球形或近時(shí)間的 相的球形形狀從鈍邊角形成，與一些 相扎堆沿滑移面，往往 成條紋形狀 ，由于面 向連接和無(wú)粗化效果（圖 c d） 態(tài)變化 相可以通過競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制來解釋致的接口和晶格彈性能。作為熱暴露的繼續(xù) ,相粗大化的 /相的匹配程度降低，并且彈性應(yīng)變能降低。因此，該界面能源在確定的變化起主導(dǎo)作用。該界面能量正比于 / 的界面面積階段，也就是說， W = A ，其中 W ， ，和 A 是在界面能，具體界面能和 界面面積的 /相。合金的結(jié)構(gòu)演化通過的總能量中的合金系的減少驅(qū)動(dòng)。球體的面積比的立方體的體積更小，所以在該 /與界面的還原界面能減小 面積，有利于對(duì)總能量的減少合金體系。因此，該 相的角變得遲鈍，最后更改為近球形。 學(xué)性能的熱暴露的影響 表 1 列出的流延的室溫抗拉性能在 950C 的熱暴露后不同 金時(shí)間。鑄態(tài)合金的高強(qiáng)度和低塑性。隨著時(shí)間的增加在熱暴露過程中，將偏置屈服應(yīng)力，拉伸強(qiáng)度下降。例如，根據(jù)在 950 熱暴露 100 小時(shí)后，偏置屈服應(yīng)力為 732 兆帕，拉伸強(qiáng)度 994 兆帕，而 和 降為較那些（ 996 和 1106 兆帕）熱暴露前。與此相反，塑性，可以明顯提高。伸長(zhǎng)率是用于合金 暴露100 小時(shí)，它是由 升高 作為（ ，熱暴露前的強(qiáng)度降低提高可塑性被認(rèn)為要的 金的微觀結(jié)構(gòu)的變化，結(jié)果熱暴露后，如上所討論。熱暴露在高溫下，粗化和聚集 和 相將發(fā)生導(dǎo)致該合金折痕晶格失配其結(jié)果是，電阻減小對(duì)于位錯(cuò)在 相切割運(yùn)動(dòng)，所以該合金的強(qiáng)度下降。另一方面， 晶粒邊界看起來像一個(gè)鏈有許多細(xì)小的碳化物顆粒從內(nèi)部晶粒和晶界 沉淀，這不僅降低了啟動(dòng)和 而且還提高合金的塑性。另外，粗大的 相，使 通道更寬，從而使位錯(cuò)可以更容易地移動(dòng)這是有益的合金的塑性變形和導(dǎo)致伸長(zhǎng)率的提高。在一個(gè)單詞時(shí)， 相粗糙度是提高合金的塑性有用。 表 1 金的不同熱暴露時(shí)間后的拉伸性能 露對(duì)拉伸斷裂的行為 室溫拉伸斷口形貌 的鑄態(tài) 金暴露在 950 進(jìn)行不同時(shí)間。宏觀斷口表面是比較光滑 鑄態(tài) 金無(wú)熱輻射，這是每相垂直的拉伸負(fù)荷的方向。沒有明顯的剪切唇區(qū)。整個(gè)斷裂面顯示一個(gè)結(jié)構(gòu)斷裂。有 “河形圖案 ”和二次裂紋的橫截面。 條件 b/ 5h 920 1047 50 50h 777 1004 50 100h 730 994 圖 4 地的室溫拉伸斷口形貌在不同的條件 （ a， b）宏觀和微觀結(jié)構(gòu)的鑄態(tài)樣品，（ c f）后的熱曝光確保在 950 下 5 小時(shí) ,50 小時(shí) ,100小時(shí) . 對(duì)于在 950 下 5 小時(shí)的熱暴露后表明，該表面是不平衡的，粗糙的有明顯的撕裂區(qū)（圖 4c）。另外，一定量的淺凹坑分布在斷裂面（圖 4d）。熱后斷裂面 曝光仍是樹枝狀結(jié)構(gòu)斷裂性質(zhì)。如熱暴露時(shí)間增加，晶界壓裂功能，可以觀察到。還有更多的斷裂面，顯示的外觀可塑性特征（圖 4e 和 4023）。合金的延伸率是也增強(qiáng)據(jù)此。 3 結(jié)論 (1)在不同條件下，熱曝露不一定時(shí)間，隨著時(shí)間的增加，抵消屈服應(yīng)力和金的拉伸強(qiáng)度降低，而塑性明顯提高。而 100 小時(shí)，熱暴露后的 置屈服應(yīng)力，拉伸強(qiáng)度下降 和 分別同時(shí)伸長(zhǎng)率增加 。 (2)在 950 下熱暴露為 5， 50 和 100 小時(shí)后，在（ +）