定向凝固合金的蠕变行为及影响因素

第1章绪论.........................................................................................................................1.1高温合金的概述及发展......................................................................................................1.1.1镍基高温合金的概述........................................................................................... 1.1.2定向凝固镍基合金的发展....................................................................................1.1.3定向凝固合金的制备及成分特点.........................................................................1.1.4定向凝固合金的热处理制度................................................................................ 1.2镍基合金的强化机理..........................................................................................................1.2.1g与g￠相的强化...................................................................................................1.2.2碳化物强化......................................................................................................... 1.2.3晶界强化............................................................................................................1.3合金的变形机制.................................................................................................................1.3.1蠕变期间位错的运动........................................................................................... 1.3.2蠕变期间位错剪切g￠相........................................................................................1.3.3错配度对蠕变性能的影响....................................................................................1.4蠕变期间的组织演化.......................................................................................................... 1.4.1蠕变期间的定向粗化...........................................................................................1.4.2g￠相形态对蠕变性能的影响.................................................................................1.4.3元素扩散速率与g￠相筏形化速率.......................................................................... 1.5本课题的目的、意义及研究内容........................................................................................第2章合金的组织结构及蠕变特征......................................................................................2.1引言.................................................................................................................................. 2.2实验方法...........................................................................................................................2.2.1实验材料与母合金的熔炼....................................................................................2.2.2定向凝固合金的制备........................................................................................... 2.2.3合金的热处理.....................................................................................................2.2.4蠕变性能测试.....................................................................................................2.2.5组织形貌观察..................................................................................................... 2.3热处理对组织结构的影响...................................................................................................2.3.1铸态合金的组织形貌...........................................................................................2.3.2热处理态合金的组织形貌.................................................................................... 2.3.3热处理不同阶段对成分偏析的影响......................................................................2.4合金的蠕变行为.................................................................................................................2.4.1中温蠕变行为..................................................................................................... 2.4.2合金的高温蠕变行为...........................................................................................2.4.3蠕变方程和相关参数...........................................................................................2.5讨论.................................................................................................................................. 2.5.1凝固期间g￠相的形态演化与分析..........................................................................2.5.2g￠相的形态演化与分析.........................................................................................2.5.3共晶组织的形成与影响因素................................................................................ 2.6本章小结...........................................................................................................................第3章蠕变期间的组织演化与元素扩散速率........................................................................3.1引言.................................................................................................................................. 3.2实验方法...........................................................................................................................3.2.1蠕变性能测试.....................................................................................................3.2.2组织形貌观察..................................................................................................... 3.2.3元素扩散迁移速率的计算....................................................................................3.2.4g￠相形筏时间的预测............................................................................................3.3蠕变期间的组织演化.......................................................................................................... 3.3.1中温蠕变期间的组织演化....................................................................................3.3.2高温蠕变期间的组织演化....................................................................................3.4组织演化与元素的扩散迁移速率........................................................................................ 3.4.1蠕变期间g￠相的筏形化速率................................................................................3.4.2枝晶干间区域组织演化特征...............................................................................3.4.3元素在g￠g两相中的平衡分布及热力学分析........................................................ 3.4.4元素的扩散迁移速率...........................................................................................3.4.5g￠相的筏形化时间预测........................................................................................3.5讨论.................................................................................................................................. 3.5.1元素的定向迁移..................................................................................................3.5.2元素扩散的驱动力..............................................................................................3.6本章小结............................................................................................................................ 第4章蠕变期间的变形机制与断裂特征...............................................................................4.1引言..................................................................................................................................4.2实验材料与方法................................................................................................................. 4.2.1实验材料............................................................................................................4.2.2组织形貌观察.....................................................................................................4.3蠕变期间的变形特征.......................................................................................................... 4.3.1中温蠕变期间的变形特征....................................................................................4.3.2高温蠕变期间的变形特征....................................................................................4.3.3位错组态的衍衬分析........................................................................................... 4.4蠕变期间的断裂特征..........................................................................................................4.4.1中温蠕变的断裂特征...........................................................................................4.4.2高温蠕变的断裂特征........................................................................................... 4.5讨论..................................................................................................................................4.5.1位错攀移越过g￠相的理论分析.............................................................................4.5.2位错运动的阻力.................................................................................................. 4.5.3在中温蠕变期间断裂特征的理论分析..................................................................4.6本章小结...........................................................................................................................第5章长寿命条件下的蠕变行为......................................................................................... 5.1引言..................................................................................................................................5.2实验方法........................................................................................................................... 5.2.1蠕变性能测试.....................................................................................................5.2.2组织形貌观察.....................................................................................................5.2.3晶格常数的测算.................................................................................................. 5.3实验结果与分析.................................................................................................................5.3.1长期服役条件下的蠕变特征................................................................................5.3.2长寿命服役条件下的组织演化............................................................................. 5.3.3应力时效对错配度的影响....................................................................................5.4讨论..................................................................................................................................5.4.1应力时效对g、g￠两相尺寸及晶格常数的影响...................................................... 5.4.2g￠g共格界面的强化与分析..................................................................................5.4.3γ′相粗化对蠕变抗力的影响..............................................................................5.5本章小节........................................................................................................................... 第6章组织不均匀性对蠕变行为的影响...............................................................................6.1引言..................................................................................................................................6.2实验方法........................................................................................................................... 6.2.1差热曲线测定.....................................................................................................6.2.2合金的热处理.....................................................................................................6.2.3蠕变性能测试..................................................................................................... 6.2.4组织形貌观察.....................................................................................................6.3实验结果与分析.................................................................................................................6.3.1差热曲线分析及热处理工艺的制定...................................................................... 6.3.2热处理对成分偏析的影响....................................................................................6.3.3固溶温度对晶格错配度的影响.............................................................................6.3.4热处理对组织结构的影响.................................................................................... 6.3.5固溶温度对蠕变性能的影响................................................................................6.3.6提高温度固溶处理合金的蠕变行为......................................................................6.3.7蠕变期间的变形特征........................................................................................... 6.3.8蠕变期间的断裂特征...........................................................................................6.4讨论..................................................................................................................................6.4.1g￠相形态对持久性能的影响................................................................................. 6.4.2固溶温度对g￠相尺寸及蠕变抗力的影响...............................................................6.4.3裂纹萌生与扩展的理论分析................................................................................6.5本章小结........................................................................................................................... 第7章固溶温度对碳化物形态演化及对蠕变性能的影响......................................................7.1引言..................................................................................................................................7.2实验方法........................................................................................................................... 7.2.1合金的热处理.....................................................................................................7.2.2组织形貌观察.....................................................................................................7.3实验结果与分析................................................................................................................. 7.3.1热处理对碳化物形态的影响..............................................................................7.3讨论..................................................................................................................................7.4.3碳化物形态对蠕变性能的影响............................................................................. 7.5本章小结...........................................................................................................................第8章结论......................................................................................................................... 参考文献