新型噴射成形鎳基高溫合金熱變形行為研究.pdf

1、為了提高性能和節(jié)約成本，采用計算機模擬技術(shù)優(yōu)化合金成分，并通過噴射成形技術(shù)制備第三代航空發(fā)動機渦輪盤用粉末高溫合金。本文通過熱模擬實驗以及利用光學(xué)顯微鏡、SEM等觀察熱處理樣品的顯微組織，研究了新型噴射成形鎳基粉末高溫合金的熱變形行為及熱處理工藝。主要研究結(jié)果有以下幾點:
　　(1)采用熱力學(xué)軟件Thermal-Calc計算和d電子軌道控制相穩(wěn)定性理論設(shè)計第三代航空發(fā)動機用渦輪盤高溫合金成分，得出合金元素的搭配范圍:鈷(20-25

2、％)、鉻(10-12％)、鎢和鉬總量不少于5％，且鎢略大于鉬;鈦和鋁的總量在6-10％且Ti/Al比值在0.9-1.1，鈮(1-2％)，Nb/Ta比值在0.8-1.2。
　　(2)噴射沉積坯基體致密度可達(dá)99％以上，經(jīng)熱等靜壓和近等溫鍛造后宏觀氣孔閉合。噴射沉積坯以細(xì)小等軸晶組織為主，坯體內(nèi)部晶粒尺寸在20-40μm，平均晶粒度在7-8級，近沉積坯表面區(qū)域晶粒較細(xì)，一次γ'相尺寸在0.3-0.5μm，呈不規(guī)則塊狀形貌。
　　

3、(3)研究了合金在溫度為1020-1150℃，應(yīng)變速率為0.0003-1s-1條件下的熱變形行為，應(yīng)力-應(yīng)變曲線表明合金熱壓縮過程中經(jīng)歷了加工硬化、回復(fù)、再結(jié)晶、穩(wěn)態(tài)的四個階段，溫度和應(yīng)變速率都會影響流變應(yīng)力。根據(jù)應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)，使用雙曲正弦模型建立了本構(gòu)方程，并繪制熱加工圖，確定等溫鍛造工藝參數(shù)為1150℃，10-1s-1。
　　(4)固溶處理時合金中的一次γ'相隨著固溶溫度的升高溶解量增加，析出的二次γ'相的數(shù)量增加，大多由塊狀