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Ni2201無縫管生產(chǎn)對(duì)兩種合金進(jìn)行了EBSD分析,結(jié)果表明兩種合金中γ-Ti Al相均占有高重,α2-Ti3Al相含量其次,β0相含量低;兩種合金中都存在大量大角度晶界,證明中兩種合金均發(fā)生了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶現(xiàn)象。拉伸試驗(yàn)結(jié)果表明室溫下兩種合金均具有高抗拉強(qiáng)度,分別達(dá)到736.2MPa和756.7MPa,隨著溫度的升高,材料強(qiáng)度,塑性,溫度在850℃時(shí)合金的延伸率分別為30.8%及9.2%,斷口形貌觀察結(jié)果表明室溫下兩種合金均呈現(xiàn)脆性準(zhǔn)解理斷裂征,溫度升高后斷口塑性變形程度逐漸增大,850℃時(shí)兩種合金中都出現(xiàn)韌窩,但態(tài)Ti-44Al-(Nb,Mo,V,Y)合金韌窩不明顯。根據(jù)拉伸數(shù)據(jù)結(jié)果確定兩種合金的韌脆轉(zhuǎn)變溫度均處于750℃-800℃之間。

無錫國勁合金*生產(chǎn)S32750、310S、C-276、astelloyC-4、4J36、724L、Incoloy825、N10276、C-276、Invar36、Ni2200、254o、725LN等材質(zhì)。

鎳基高溫合金G4169是多組元復(fù)雜合金,具有的抗蠕能,有害相少,耐高溫氧化,具有優(yōu)良的高溫強(qiáng)度、的熱性和抗熱疲勞性能,廣泛應(yīng)用于空、天及核業(yè)。但由于G4169切削加性很差,在切削中,切削變形復(fù)雜,切削溫度高、切削力大且波動(dòng)大,形成鋸齒形切屑,磨損嚴(yán)重,嚴(yán)重制約其廣泛應(yīng)用,一直是學(xué)術(shù)界與企業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)問題。因此,鎳基高溫合金G4169切削區(qū)材料塑的研究具有重要的價(jià)值和意義。鎳基高溫合金G4169在切削中,形成鋸齒形切屑,但鋸齒形切屑中單節(jié)切屑的形成非常短暫,相關(guān)的實(shí)時(shí)微觀手段實(shí)施較困難,很難使用對(duì)整個(gè)進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察與分析。為實(shí)現(xiàn)對(duì)顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料顯微組織與力學(xué)性能的控制,拓展其在空天、汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍,本文開展了細(xì)晶SiC顆粒增強(qiáng)鎂(SiCp/Mg)基材料的高溫變形行為及組織演變規(guī)律的研究作。論文在制備出細(xì)晶SiCp/Mg基材料的基礎(chǔ)上,研究其在高溫條件下的組織變化規(guī)律,闡明了SiC顆粒(SiCp)尺度及其尺度耦合效應(yīng)對(duì)細(xì)晶SiCp/Mg基材料高溫組織性的影響機(jī)制;分析了細(xì)晶SiCp/Mg基材料高溫變形中的流變應(yīng)力,研究了其高溫變形機(jī)理,并結(jié)合材料在高溫變形中的組織演變規(guī)律,揭示了SiCp尺度及其尺度耦合效應(yīng)對(duì)細(xì)晶SiCp/Mg基材料動(dòng)態(tài)再結(jié)晶(DRX)行為的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明,在高溫條件下態(tài)AZ91合金晶粒尺寸隨溫度的升高而增大,而細(xì)晶SiCp/Mg基材料中SiCp對(duì)晶界遷移具有阻礙作用使得晶粒不易長大。

Ni2201無縫管生產(chǎn)當(dāng)基片中Al2O3的摻雜量為0.8 wt%時(shí),其循環(huán)使用由3次至8次,材料的耐侵蝕性達(dá)到佳。同時(shí)探討Al2O3摻雜3.5 wt%MgO-PSZ耐侵蝕性機(jī)制。從化學(xué)侵蝕角度,Al2O3摻雜劑與3.5 wt%MgO-PSZ中的MgO在基體中生成Mg Al2O4,了MgO在3.5 wt%MgO-PSZ基體中的性,使得基片中MgO向界面擴(kuò)散減慢,從而減緩了界面產(chǎn)物Al2O3與3.5 wt%MgO-PSZ中MgO的反應(yīng),即減小了化學(xué)反應(yīng)對(duì)基片的侵蝕,了基片的耐侵蝕性。從熱循環(huán)角度,摻雜適量Al2O3有助于MgO-PSZ的熱循環(huán)性。這兩方面因素共同作用了MgO-PSZ耐鎳基高溫合金侵蝕性能。采用摻雜0.8 wt%Al2O3的3.5 wt%MgO-PSZ坩堝材料真空感應(yīng)熔煉實(shí)驗(yàn)鎳基高合金,驗(yàn)證實(shí)際冶煉中坩堝耐火材料對(duì)鎳基高溫合金氧含量的影響。結(jié)果表明摻雜0.8 wt%Al2O3的3.5 wt%MgO-PSZ展現(xiàn)了更好的化學(xué)性,基本沒有向合金液供氧。該現(xiàn)象與熱力學(xué)分析結(jié)果相*。綜合上述分析,作為熔煉鎳基高溫合金的耐火材料,摻雜0.8 wt%Al2O3的3.5 wt%MgO-PSZ材料具有的耐侵蝕性和熱循環(huán)性,展現(xiàn)了潛在的應(yīng)用前景。G4169鎳基高溫合金為試驗(yàn)材料,針對(duì)G4169合金表面損傷的修復(fù)問題,采用TIG焊接修復(fù)研究藝參數(shù)及母材原始狀態(tài)對(duì)修復(fù)試樣不同區(qū)域組織和力學(xué)性能的影響。采用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡及能譜儀等分析手段對(duì)不同藝參數(shù)、母材原始狀態(tài)及熱處理狀態(tài)下修復(fù)試樣顯微組織進(jìn)行分析,研究藝參數(shù)、母材原始狀態(tài)及熱處理對(duì)修復(fù)試樣硬度和拉伸性能的影響。如下研究成果:TIG單道焊接修復(fù)藝試驗(yàn)表明,在不同的藝參數(shù)下試樣均的修復(fù)區(qū)組織,修復(fù)區(qū)與母材形成了較的冶金結(jié)合,但在修復(fù)區(qū)存在少量微小氣孔缺陷。修復(fù)試樣修復(fù)區(qū)的微觀組織從母材到修復(fù)區(qū)中心大致依次可分為基材區(qū)（SZ）、熱影響區(qū)（AZ）、部分熔化區(qū)（PMZ）以及修復(fù)區(qū)（RZ）四個(gè)部分。為TAN-2合金的力學(xué)性能,對(duì)固溶后的TAN-2合金采用爐冷、空冷、油淬和水淬四種的不同的速率進(jìn)行冷卻,研究了固溶后冷卻速率對(duì)TAN-2合金顯微組織和力學(xué)性能的影響。發(fā)現(xiàn)四種冷速中只有爐冷的組織中有的O相析出。對(duì)樣品進(jìn)行相同時(shí)效處理后,發(fā)現(xiàn)爐冷的組織變化不大,但空冷、油淬和水淬后的組織在時(shí)效時(shí)會(huì)有大量的O相板條析出。經(jīng)透射電鏡的衍射分析發(fā)現(xiàn),爐冷無序的β相,油淬有序的B2相。樣品在室溫和650℃拉伸表明:冷速由爐冷到空冷時(shí),室溫和高溫強(qiáng)度均大幅升高,延伸率,而冷速進(jìn)一步時(shí),室溫和高溫強(qiáng)度略微,延伸率變化不明顯。為確定TAN-2合金的優(yōu)時(shí)效制度,研究了不同時(shí)效溫度對(duì)TAN-2合金顯微組織和力學(xué)性能的影響。通過對(duì)顯微組織的研究發(fā)現(xiàn)隨時(shí)效溫度的升高,O相板條的尺寸增大,體積分?jǐn)?shù)略微,針狀α2相變細(xì),而O/α2相和邊緣O相逐漸變寬。對(duì)室溫和650℃拉伸性能的表明,時(shí)效溫度的升高室溫和高溫強(qiáng)度,延伸率升高。

基體合金和5 vol.%、7vol.%、9 vol.%納米TiC_p/Al-Cu-Mg復(fù)合材料再結(jié)晶區(qū)域面積百分分別約為96%、81%、69%、44%。ii)揭示出內(nèi)生納米TiCp/Al-Cu-Mg復(fù)合材料高溫強(qiáng)塑性同時(shí),其中在573 K溫度下,9 vol.%納米TiC_p/Al-Cu-Mg復(fù)合材料的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、斷裂應(yīng)變分別為139 MPa、157 MPa、17.2%,基體合金分別29.9%、26.6%、73.7%。iii)發(fā)現(xiàn)在相同條件下,9 vol.%內(nèi)生納米TiC_p/Al-Cu-Mg復(fù)合材料抗高溫蠕能是基體合金的4-15倍,其中在493 K、40 MPa下,復(fù)合材料抗高溫蠕能是基體合金的15倍。揭示出復(fù)合材料的表觀應(yīng)力指數(shù)和表觀能均高于基體合金,它們的蠕變變形均是受高溫位錯(cuò)攀移機(jī)制所控制。iv)揭示出內(nèi)生納米TiC_p/Al-Cu-Mg復(fù)合材料高溫強(qiáng)化機(jī)制為:(a)納米TiC_p阻礙位錯(cuò)滑移或攀移;(b)納米TiC_p釘扎晶界擴(kuò)散遷移,從而強(qiáng)化晶界(包括大角度晶界和小角度晶界);(c)納米TiC_p釘扎亞晶界,亞結(jié)構(gòu)以及阻礙再結(jié)晶形核和再結(jié)晶晶粒的長大,數(shù)量多且尺寸的θ′和S′析出相,更有效地阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)?？諛I(yè)的快速發(fā)展對(duì)空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能提出了越來越高的要求?？瞻l(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇、壓氣機(jī)等部位通過噴涂可磨耗封嚴(yán)涂層來減小機(jī)匣與葉尖之間間隙,氣流徑向損失,從而發(fā)動(dòng)機(jī)的效率并油耗,是實(shí)現(xiàn)高性能的重要技術(shù)措施?？赡ズ姆鈬?yán)涂層要求具有可磨耗性,即保證在與葉片摩削時(shí)不損傷葉片葉尖。同時(shí),在海洋大氣服役的,因?yàn)榇罅克秃琋aCl液滴隨氣流沉積到涂層表面,封嚴(yán)涂層還要面臨NaCl沉積鹽溶液電化學(xué)與熱腐蝕問題。隨著在高鹽霧濃度熱帶海洋作業(yè)時(shí)間的,發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部多孔封嚴(yán)涂層中的NaCl固體含量會(huì)不斷累積,別是在高壓壓氣機(jī)部位,其作溫度較高(500℃～750℃),因低于NaCl的熔點(diǎn),固體鹽的累積效應(yīng)別突出。隨著空天等制造業(yè)的發(fā)展,對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的要求越來越苛刻,不僅要“成形"還要“控性"。G4698鎳基高溫合金由于的機(jī)械性能和使用性能,在空天等制造業(yè)廣泛的應(yīng)用,例如用來制造導(dǎo)向葉片、渦輪葉片等。然而此合金的合金化程度較高、變形困難以及空零件幾何結(jié)構(gòu)復(fù)雜,變形極不均勻,在成形中實(shí)現(xiàn)“成形"和“控性"是個(gè)很難攻克的問題。因此,研究G4698鎳基高溫合金的熱變形行為和微觀組織演化規(guī)律,對(duì)空產(chǎn)品的機(jī)械性能和使用性能具有重大的指導(dǎo)意義。本文基于位錯(cuò)密度模型和再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)模型,并以G4698鎳基高溫合金是否發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶為節(jié)點(diǎn),建立了包含加硬化-動(dòng)態(tài)回復(fù)階段和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶階段的一個(gè)兩段式本構(gòu)模型,并對(duì)建立的本構(gòu)模型進(jìn)行誤差分析,結(jié)果相關(guān)系數(shù)(R)是0.986,平均誤差(AARE)僅有4.5%,表明所建立的兩段式本構(gòu)模型有的精度,可以用來表征G4698鎳基高溫合金在不同熱變形條件下的力學(xué)行為。