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轻质化MA/ODS镍基高温合金的力学性能和高温氧化行为研究

作　者: 陈文婷
导　师: 熊惟皓
学　校: 华中科技大学
专　业: 材料学
关键词: 镍基高温合金冶金工艺微米添加纳米添加高温抗氧化性能
分类号: TG132.32
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 48次
引　用: 2次
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内容摘要

本文首先综述了MA/ODS镍基高温合金的研究现状。在此基础上,采用不同冶金工艺(不同含量微米和纳米Y2O3添加、MA工艺、模压工艺、烧结工艺和热等静压HIP工艺)制备轻质化MA/ODS镍基高温合金并测试其各项力学性能,分析了各项冶金工艺对合金力学性能、显微组织的影响及其原因,并通过高温氧化实验研究了合金的高温抗氧化性能。微米添加体系中,调整MA工艺能显著促进粉末细化、提高压坯相对密度并改善压坯的烧结性能;调整模压工艺能显著改善压坯表面光洁度、提高压坯相对密度。试样相对密度和抗拉强度均随Y2O3含量提高而下降,含1.5%Y2O3,在1260℃烧结的试样具较佳的综合性能:相对密度达90.9%,抗拉强度达669MPa。提高烧结温度可提高试样相对密度,但液相烧结却可能会导致Y2O3偏聚,最佳烧结温度在合金粉末熔点附近。纳米添加体系中,合金相对密度随Y2O3含量增加而提高,1260℃烧结经HIP处理后含30%Y2O3试样的相对密度可达98.5%;热等静压可促进试样致密化。1280℃烧结经HIP处理后含10%Y2O3试样的显微硬度可达400.8HV,而Y2O3含量低于和超过10%试样的显微硬度均下降;未HIP处理试样的显微硬度随烧结温度升高而下降。抗拉强度随Y2O3含量提高而下降,含5%Y2O3,1260℃烧结试样的抗拉强度可达497MPa(HIP)和470MPa(未HIP);纳米添加比微米添加合金的抗拉强度有所提高;HIP工艺通过促进试样致密化也可提高其抗拉强度。对1260℃烧结后经HIP处理,不同Y2O3含量的合金进行900℃恒温氧化100h的高温氧化实验,分析其氧化动力学曲线,观察氧化膜的完整性,对比分析氧化膜XRD,阐明氧化膜厚度、致密度、与基体结合紧密度随Y2O3含量变化的关系,并借助多种理论解释了弥散氧化物改善材料高温抗氧化性能的机理;通过与其他两类高温材料的氧化膜截面OM形貌的对比,证实了本合金体系具有优异的高温抗氧化性能。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-17
  1.1 课题来源、研究意义及研究目的  9-10
  1.2 MA/ODS 镍基高温合金的国内外研究现状  10-14
  1.3 材料高温氧化简介  14-15
  1.4 研究内容  15-16
  1.5 关键技术  16
  1.6 技术路线  16-17
2 制备工艺及测试方法  17-25
  2.1 制备工艺  17-21
  2.2 测试方法  21-25
3 添加微米Y_2O_3 合金的力学性能及显微组织分析  25-36
  3.1 引言  25
  3.2 材料制备  25-27
  3.3 冶金工艺对微米Y_2O_3 添加合金力学性能和显微组织的影响  27-35
  3.4 本章小结  35-36
4 添加纳米Y_2O_3 合金的力学性能及显微组织分析  36-52
  4.1 引言  36
  4.2 材料制备  36-37
  4.3 冶金工艺对纳米Y_2O_3 添加合金力学性能和显微组织的影响  37-50
  4.4 本章小结  50-52
5 轻质化MA/ODS 镍基高温合金高温氧化行为分析  52-63
  5.1 引言  52
  5.2 氧化实验方法  52-53
  5.3 轻质化MA/ODS 镍基高温合金氧化动力学曲线及分析  53-55
  5.4 氧化膜的微观特征  55-61
  5.5 本章小结  61-63
6 全文总结  63-67
  6.1 本文主要结论  63-64
  6.2 本文的创新点  64-65
  6.3 实验中仍存在的问题及其原因  65
  6.4 展望  65-67
致谢  67-68
参考文献  68-72
附录1 攻读硕士期间发表与待发表的论文  72

轻质化MA/ODS镍基高温合金的力学性能和高温氧化行为研究

内容摘要

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