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Fe-Cr-W-Ti-Y高温合金的制备及其组织性能研究

作　者: 王荣辉
导　师: 熊惟皓
学　校: 华中科技大学
专　业: 材料学
关键词: 铁基高温合金 机械合金化 过程控制剂PCA 模压成型 烧结
分类号: TG132.32
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 74次
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内容摘要


本文首先综述了铁基高温合金、机械合金化(MA)和MA铁基高温合金的研究现状。在此基础上,采用不同MA工艺制备了多种Fe–12Cr–2.5W–0.4Ti–0.25Y高温合金粉末,然后采用氢气还原退火、模压成型和气氛烧结工艺制备了合金烧结体,并采用致密度测试、硬度测试、拉伸实验、X射线衍射分析(XRD)、光学显微分析(OM)、扫描电子显微分析(SEM)和能谱分析(EDS)等测试分析手段,研究了球磨时间、过程控制剂(PCA)硬脂酸(SA)含量对合金粉末特性的影响及模压成型和烧结工艺对烧结体组织性能的影响。球磨时间、SA含量影响MA合金粉末的出粉率、合金化程度、晶粒尺寸、晶格畸变等相关特性。球磨时间短,合金粉末的出粉率较高,但合金化不充分。随着球磨时间延长,合金粉末的出粉率略有下降,但合金化程度提高,且晶粒细化达到纳米级,晶格畸变程度增加。当球磨时间达到某一值后,球磨时间进一步延长,合金粉末晶粒尺寸趋于稳定、晶格畸变轻微下降。但是,当SA含量高时,合金化效果不理想。在球料比为20: 1、转速为400rpm的行星式球磨条件下,SA的含量为1.5~2.0wt%、球磨时间为48h,合金粉末同时具有好的合金化效果和高的出粉率。MA粉末在高纯氢气中900℃退火3h后,加工硬化效果明显变弱,模压成型性能好。模压成型的合适压制压力为600MPa,保压时间为60s。球磨时间和SA含量对烧结体的组织性能有较大影响。采用高能球磨48h粉末获得的烧结体的致密度和硬度明显高于采用高能球磨24h粉末获得的烧结体;采用含2.0wt%SA的高能球磨48h的粉末的致密度、抗拉强度高于采用含0~1.5wt%SA的高能球磨48h的粉末,且显微组织中孔隙均匀较均匀。烧结温度对烧结体的组织性能有一定影响,在1250℃烧结温度下,烧结体致密性好,且强度高。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 绪论  9-20
  1.1 铁基高温合金概述  9-13
    1.1.1 铁基高温合金的强化机理  10-11
    1.1.2 氧化物弥散强化（ODS）铁基高温合金  11-13
  1.2 机械合金化（MA）概述  13-17
    1.2.1 MA 原理  13-14
    1.2.2 影响MA 效果的因素  14-17
  1.3 MA 铁基高温合金的现状  17-19
    1.3.1 合金化研究  17-18
    1.3.2 超微结构研究  18-19
  1.4 本文主要研究内容  19-20
第二章 Fe–12Cr–2.5W–0.4Ti–0.25Y 合金 MA 工艺研究  20-38
  2.1 实验  20-22
    2.1.1 粉末MA  20-21
    2.1.2 XRD 分析  21
    2.1.3 SEM 观察/EDS 分析  21-22
  2.2 结果与讨论  22-36
    2.2.1 MA 工艺对合金粉末出粉率的影响  22-23
    2.2.2 MA 工艺对合金粉末特性的影响  23-36
  2.3 本章小结  36-38
第三章 Fe–12Cr–2.5W–0.4Ti–0.25Y 合金粉末室温模压成型工艺研究  38-45
  3.1 实验  38-40
    3.1.1 粉末预处理  38
    3.1.2 模压成型  38-40
    3.1.3 致密度测试  40
  3.2 结果与讨论  40-44
    3.2.1 MA 粉末退火处理温度的确定  40-42
    3.2.2 室温模压成型工艺参数的确定  42-43
    3.2.3 压坯缺陷分析  43-44
  3.3 本章小结  44-45
第四章 Fe–12Cr–2.5W–0.4Ti-0.25Y 合金烧结工艺研究  45-54
  4.1 实验  45-48
    4.1.1 烧结  45
    4.1.2 致密度测试  45-47
    4.1.3 硬度测试  47
    4.1.4 拉伸实验  47
    4.1.5 OM 观察  47
    4.1.6 SEM 观察/EDS 分析  47-48
  4.2 结果与讨论  48-53
    4.2.1 MA 工艺对烧结体组织性能的影响  48-52
    4.2.2 烧结工艺对烧结体组织性能的影响  52-53
  4.3 本章小节  53-54
第五章 全文总结  54-56
  5.1 结论  54-55
  5.2 创新点  55
  5.3 展望  55-56
致谢  56-57
参考文献  57-61
附录 攻读硕士期间已投稿论文  61

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 合金学与各种性质合金 > 特种物理性质合金 > 特种热性质合金 > 高熔点合金、难熔合金、高温合金
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