NCu30-4-2-1合金組織性能及時(shí)效相變動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、NCu30-4-2-1合金除了具有普通蒙乃爾合金的耐腐蝕性能外，同時(shí)還有高的強(qiáng)度和硬度，以及良好的耐磨性能，因而被用于制造航空燃油裝置及其它精密摩擦件。本文主要利用 X射線衍射儀、金相顯微鏡、維氏硬度計(jì)、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡及能譜儀，研究了 NCu30-4-2-1合金時(shí)效后觀察析出相的腐蝕方法以及熱處理對(duì)NCu30-4-2-1合金顯微組織和力學(xué)性能的影響，推斷了合金的強(qiáng)化機(jī)制，并由硬度法結(jié)合JMA方程，研究了NCu30-4-2-1合金等溫時(shí)效

2、相變動(dòng)力學(xué)，得出以下結(jié)論：
　　(1)用1g硫酸銨+3g檸檬酸+100mlH2O的溶液作為電解液，在0.04A/cm2的電流密度下腐蝕40s，能夠在場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡下較為清晰的觀察NCu30-4-2-1合金時(shí)效處理后的析出相。
　　(2) NCu30-4-2-1合金在950℃固溶保溫4h時(shí)有極少量未固溶β-Ni3Si相顆粒，但在相同時(shí)效條件下，時(shí)效析出相的形貌、大小及數(shù)量與較高溫度下完全固溶的合金試樣沒有明顯區(qū)別；同時(shí)由于相對(duì)

3、較低的固溶溫度下其晶粒更加細(xì)小，且孿晶數(shù)量相對(duì)較多而1000℃和1050℃的固溶溫度下晶粒粗大，所以最終950℃固溶保溫4h的試樣時(shí)效后的維氏硬度值更高，即細(xì)晶強(qiáng)化作用對(duì)合金最終強(qiáng)化有一定的貢獻(xiàn)。
　　(3) NCu30-4-2-1合金經(jīng)950℃固溶保溫4h后在500℃-650℃時(shí)效過程中，析出相β′-Ni3Si在晶粒內(nèi)部均勻析出分布，并隨著時(shí)效溫度升高，析出相β′-Ni3Si顆粒逐漸變得更加細(xì)小均勻。合金在500℃-650℃時(shí)效

4、過程中，隨著時(shí)效溫度的升高，合金維氏硬度值逐漸增大；在同一時(shí)效溫度下，隨著時(shí)效時(shí)間增加，合金硬度先上升后略有下降，之后基本保持不變。并以此推斷 NCu30-4-2-1合金時(shí)效強(qiáng)化是Orowan機(jī)制和切過機(jī)制共同作用的結(jié)果，其中β′-Ni3Si相的Orowan機(jī)制是主要的強(qiáng)化機(jī)制。
　　(4)根據(jù)NCu30-4-2-1合金不同溫度下等溫時(shí)效的硬度值，結(jié)合JMA方程計(jì)算出了各溫度下的Avrami指數(shù)n及k值，并由此推導(dǎo)出了合金在各試驗(yàn)

5、溫度下的相變動(dòng)力學(xué)方程，計(jì)算出了 NCu30-4-2-1合金的β′-Ni3Si相的相變激活能E=42.45KJ/mol。結(jié)合反應(yīng)機(jī)理方程，揭示了NCu30-4-2-1合金的在500℃-650℃等溫時(shí)效過程是三維擴(kuò)散的反應(yīng)機(jī)制。
　　(5)由合金硬度推導(dǎo)并計(jì)算繪制出了NCu30-4-2-1合金在500℃-650℃TTT圖，并結(jié)合β′-Ni3Si相在500℃-650℃的析出規(guī)律和擴(kuò)散型相變均勻形核的規(guī)律斷定：β′-Ni3Si相析出速率