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脉冲电流处理对GH3044合金碳化物析出行为的影响

作　者: 王钰琛
导　师: 崔文芳；王磊
学　校: 东北大学
专　业: 材料学
关键词: GH3044高温合金脉冲电流处理时效处理晶界碳化物
分类号: TG132.32
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

脉冲电流处理作为一种新型材料处理手段,受到了广泛的关注。其对金属材料的影响主要有细化金属凝固组织、电致塑性效应、使非晶材料晶化等作用。本研究利用脉冲电流对GH3044合金进行处理,研究不同参数脉冲电流作用下合金的组织演化规律并探讨其机理。本研究使用的电脉冲处理装置为：HPC-5型脉冲电流发生器(电流强度为0-5kA,脉冲频率为2-50Hz,脉冲宽度为15-30μs),采用原位测量方法来确定电脉冲处理时试样的实际温度。研究发现：高电流强度脉冲电流处理可以降低M23C6型碳化物在GH3044合金中的析出温度。当频率为5Hz,脉宽为15μs,电流强度为4kA,处理时间1小时(试样温升560℃)可以使M23C6型碳化物在晶界均匀析出,而在经相同温度下、处理相同时间的时效处理后合金未观察到M23C6型碳化物在晶界析出。在频率为5Hz、脉宽为15μs、电流强度为5kA的条件下(试样温升745℃)、处理时间5小时,晶界上析出的M23C6型碳化物体积百分含量为5.66%远高于相同温度、相同时间时效处理后得到的2.06%。研究表明：通过控制脉冲电流处理参数,亦可以实现抑制M23C6型碳化物在晶界上的析出。如当以频率为45Hz、脉宽为15μs、电流强度为2kA的脉冲电流处理5小时后,合金中M23C6型碳化物在晶界上析出的体积百分含量为0.41%,此值远远低于相同温度、相同时间常规时效处理后得到的2.18%。综上所述,通过控制脉冲电流处理参量,达到促进或抑制GH3044合金中M23C6型碳化物的析出行为,其根本原因是脉冲电流处理改变了M23C6型碳化物析出的热力学条件和动力学条件,打破了常规相平衡状态,降低M23C6型碳化物的起始析出温度和峰值析出温度,并且脉冲电流时效处理显著提高了M23C6型碳化物的析出均匀性和析出速度。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-10
第1章绪论  10-26
  1.1 高温合金概况  10-17
    1.1.1 高温合金的应用  10-11
    1.1.2 高温合金的分类  11-12
    1.1.3 镍基高温合金的强化原理  12-13
    1.1.4 我国高温合金的发展  13-15
    1.1.5 我国高温合金牌号  15-16
    1.1.6 高温合金领域需要解决的问题  16-17
  1.2 脉冲电流处理对金属材料的影响  17-24
    1.2.1 脉冲电流对金属凝固组织的细化作用  17-19
    1.2.2 电致塑效应  19-20
    1.2.3 脉冲电流对非晶合金的晶化作用  20-22
    1.2.4 脉冲电流对金属材料的疲劳恢复及裂纹止裂作用  22-24
  1.3 本文研究的目的和意义  24-26
第2章试验材料及研究方法  26-30
  2.1 试验材料  26
  2.2 试验设备及试验研究方法  26-30
    2.2.1 高密度电流发生装置  26-27
    2.2.2 脉冲电流处理工艺  27-28
    2.2.3 实验过程  28-29
    2.2.4 显微组织观察  29
    2.2.5 析出量统计与测量  29-30
第3章脉冲电流参数对GH3044合金碳化物析出行为的影响  30-39
  3.1 脉冲电流处理对GH3044合金微观组织的影响  30-31
  3.2 电流强度对GH3044合金碳化物析出的影响  31-34
  3.3 脉冲频率对GH3044合金碳化物析出行为的影响  34-39
第4章脉冲电流处理下GH3044合金晶界碳化物析出的机理探讨  39-57
  4.1 脉冲电流处理对GH3044合金晶界碳化物析出热力学的影响  39-40
  4.2 脉冲电流处理对GH3044合金晶界碳化物析出动力学的影响  40-53
    4.2.1 高电流强度下延长处理时间对GH3044合金晶界碳化物析出的影响  41-45
    4.2.2 高脉宽下延长处理时间对GH3044合金晶界碳化物析出的影响  45-48
    4.2.3 高频率下延长处理时间对GH3044合金晶界碳化物析出行为的影响  48-53
  4.3 脉冲电流处理影响GH3044合金晶界碳化物析出的机理讨论  53-57
第5章结论  57-58
参考文献  58-62
攻读硕士学位期间发表及待发表的学术论文  62-63
致谢  63

脉冲电流处理对GH3044合金碳化物析出行为的影响

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