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GH4169無縫管現(xiàn)貨粘塑性材料中的微孔增長和空化問題研究,可為高沖擊服役下金屬材料和結構的損傷演化和壽命評估提供基礎理論分析,并且可以從固體力學角度來分析材料微觀孔洞萌生和演化規(guī)律,因此具有重要的學術研究價值。金屬材料在高沖擊下粘性效應更為顯著,并且微孔的增長需要考慮時間演化。本文以高溫鎳基合金和鋁合金為程背景,基于熱粘塑性理論,較為地研究了金屬材料在熱沖擊下的微孔增長和空化問題。主要研究作如下:1.對一系列高溫鎳基合金靶材實施了激光穿孔實驗,證實了強熱沖擊下高溫鎳基合金材料中微孔萌生的可能性。實驗觀察到原始完好的高溫合金材料在強激光熱沖擊作用下,會在熱影響區(qū)產生出孤立的微米尺寸的球形孔洞和和密集的孔洞群,它為微孔增長和空化問題的理論研究提供了重要的實驗依據(jù)。

無錫國勁合金*生產S25073、TP347、astelloyB-2、Inconel600、Cr20Ni80、4J36、Inconel617、Inconel718、Ni2201、253MA、astelloyC-276、astelloyB-3、Inconel725等材質。

本論文選取了一種具有典型鈣鈦礦結構的La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ材料作為研究對象,并利用SAPS和PS-PVD技術制備了相關具有致密結構的膜層,之后較了兩膜在微觀結構、組織成分、高溫性、透氧性能和氧離子電子傳導性能等方面的差異,進而考察了SAPS制備透氧膜的可行性。兩膜層結構成分對結果表明,SAPS制備膜內部存在較多納米晶粒,而PS-PVD膜則多為大尺寸晶粒,選區(qū)電子衍射花樣結果顯示SAPS膜晶格常數(shù)約為0.265nm,PS-PVD膜約為0.245nm,表明SAPS膜關口尺寸高于PS-PVD膜,使膜層中氧離子更易于在晶格中跳躍。兩膜高溫性對結果反映,PS-PVD膜經歷熱后會形成許多縱向貫穿性裂紋,而SAPS膜內部存在的大量縱向納米裂紋避免了貫穿性裂紋的形成,使SAPS膜層在850℃下,加熱25h后仍保持較為致密的結構。并的主要研究結果如下:研究鎳基單晶合金DD5的定向凝固規(guī)律,并通過藝成功制備了鎳基單晶空心渦輪葉片,了葉片在定向凝固中各凝固階段微結構演變規(guī)律及機理,結果表明:選晶器的引晶段隨固液面的推進,一次枝晶間距逐漸增大,晶粒偏轉角逐漸減小,取向。選晶段的螺旋結構對晶粒取向沒有作用。葉身凝固點是隨著葉片壁厚,枝晶間距逐漸增大,枝晶干內γ’相的尺寸呈趨勢。變截面的凝固征為凝固順序與其自身的冷卻順序相反,晶體生長是從溫度低的邊緣開始不斷向葉身推進,后與葉身生長的單晶組織匯合。自主設計了單晶空心渦輪葉片型芯及鑄形結構。研究了 DD5單晶空心渦輪葉片制備藝,包括氧化硅基陶瓷型芯的制備、型殼與型芯間連接、剛玉陶瓷型殼的制備等。

GH4169無縫管現(xiàn)貨為反映兩膜的透氧能力,本文利用氧程序升溫脫附（O2-TPD）技術和四電極法測電導率等,對了兩膜層中氧離子和電子傳導性能。結果表明,常溫下SAPS膜電導率為0.21（Ω·cm）-1,PS-PVD膜電導率遠低于SAPS膜,高僅為6.0×10-3（Ω·cm）-1;而SAPS膜的物理吸附氧脫附量、化學吸附氧脫附量和晶格氧脫附量分別超過PS-PVD膜的2倍、3倍和6倍,顯示SAPS膜對氧具有更好的吸附及解離能力、更多的本征氧空位及更高的晶格氧遷移能力。上述兩點證明SAPS膜透氧能力要優(yōu)于PS-PVD膜。進一步研究表明,PV-PVD膜中帶狀分布的CoO相阻礙了氧離子和電子的遷移,是其氧離子電子傳導性能不佳的主要原因。相對于TiAl屬間化合物,高鈮TiAl合金具有更高的強度、更為優(yōu)異的抗蠕變及抗氧化性能,因而能夠將TiAl基合金的使用溫度區(qū)間50100℃,成為競爭力的高溫結構材料。然而,金屬間化合物的本征脆性為高鈮TiAl合金的加成型帶來很大困難,使應用成本大幅度,進而阻礙了其大規(guī)模業(yè)化應用。超塑成形可能是解決高鈮TiAl合金成形問題的有效的之一。這是因為在超塑性條件下,材料具有延伸率高、流動性好、無回、變形抗力小等點,因而可以加出形狀復雜的零件。過去二十年內人們對TiAl基合金的超塑進行了大量的研究,旨在分析超塑性條件（晶粒度、應變速率及溫度）、變形能力、闡明變形動力學及揭示變形機理等。雖然對TiAl基合金超塑性的相關研究取得了很大進展,但仍然在變形動力學和變形機制方面存在很多爭議。尤其是當合金中含有大量亞穩(wěn)β/B2相時,其超塑性能顯著。但目前對β/B2相在超塑變形中的作用機理尚不明確。另外,僅僅有極少的研究關注高鈮TiAl合金的超塑性。針對以上研究現(xiàn)狀,本研究制備了名義成分為Ti–（42.5-43.5）Al–8Nb–0.2W–0.2B–（0-0.1）Y的合金鑄錠,通過熱機械處理細化晶粒并了兩種不同顯微組織（分別稱為（α2+γ）和（β/B2+γ）合金）。

主要結論如下:冷坩堝重熔后,K418新料合金和返回料合金的氧氮硫碳含量,氧氮化物夾雜的分數(shù)減小,主要合金元素含量均在K418合金成分范圍內波動變化;合金析出相主要有基體相γ、強化相γ’、碳化物MC,還有共晶相γ+γ’、σ相和少量的氧化物、氮化物;二次枝晶臂距減小,γ+γ’共晶和σ相尺寸和數(shù)量,碳化物細化,在常溫和850℃時的拉伸和壓縮力學性能顯著。冷坩堝重熔后,G4169新料合金和返回料合金的氮硫碳含量,氮化物夾雜含量,主要合金元素含量均在G4169合金成分范圍內波動;合金析出相主要有基體相Y、強化相γ,與γ"和Les相,還有共晶相γ+Les和少量的氧化物、氮化物;重熔后G4169新料合金和返回料合金中Les相細化,強化相γ"相尺寸增大,在常溫和1150℃C條件下的拉伸和壓縮力學性能顯著。鎳基單晶薄壁鑄件高溫拉伸斷裂機制研究表明:當溫度為800℃時,壁厚對拉伸強度有一定的影響,但規(guī)律并不明顯,隨壁厚減小,延伸率減小,薄壁鑄件斷口形貌平坦;1000℃時,試樣與薄壁鑄件拉伸強度相差幅度800℃小,試樣斷口有頸縮現(xiàn)象,形成大量的等軸韌窩。薄壁試樣斷口形貌相似,也存在大量的韌窩,但壁厚為1.3mm和1.6mm的斷口在邊緣存在解理裂紋。高溫蠕變機制研究表明:薄壁鑄件相對于鑄件的變形量和斷裂壽命分別了 10.676%和20.84h,但變形速率大,蠕變斷口內韌窩尺寸相對較小,密度較大,微孔數(shù)量較多;DD5單晶合金γ’相定向粗化形式屬于N(normal)型筏化,隨著離斷口距離的γ’相定向粗化程度減弱,由于薄壁試樣經熱處理后的原始γ’相尺寸,蠕變中γ’相筏形厚度明顯,而試樣γ’相筏形厚度也有所但并不明顯。高溫合金熔模精密鑄造技術主要應用于空、天渦輪發(fā)動鍵熱端部件的制備,如渦輪葉片、整體渦輪葉盤、導向器、機匣以及室等。然而實際生產中,合金熔體與陶瓷型殼/型芯在高溫、高真空條件下長時間緊密,合金中的活性元素易與陶瓷型殼/型芯中的氧化物組元發(fā)生復雜的界面反應,致使鑄件表面形成粘砂、麻點、氣孔等缺陷,惡化鑄件表面,影響鑄件尺寸精度及后續(xù)加,同時合金內部還會出現(xiàn)夾雜物,鑄件力學性能,嚴重影響精鑄件生產合格率。在此背景下,開展不同條件下高溫合金與陶瓷鑄型的界面反應實驗,準確揭示高溫合金與陶瓷鑄型的界面反應征及其規(guī)律,對于或高溫合金熔模精鑄生產中界面反應具有重要的理論指導作用。