新型單晶高溫合金M09A組織和性能穩(wěn)定性研究.pdf

1、本文研究了熱處理和長(zhǎng)期時(shí)效對(duì)鎳基單晶高溫合金M09A組織和力學(xué)性能的影響。
　　 鑄態(tài)M09A合金為典型的枝晶結(jié)構(gòu)，偏析較為嚴(yán)重。對(duì)合金進(jìn)行五種熱處理工藝，研究不同固溶處理對(duì)合金的枝晶組織、γ′相形貌及持久性能的影響。結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)1275℃/4h固溶處理后，枝晶間處的共晶組織基本溶解完成，而且沒(méi)有發(fā)生初熔，枝晶干和枝晶間區(qū)域的γ′相形貌和尺寸沒(méi)有明顯差別，合金的成分偏析大大減輕，組織更加均勻、穩(wěn)定，在980℃/235MPa持久

2、條件下的性能最好，持久壽命達(dá)159.35h。最終確定M09A合金的標(biāo)準(zhǔn)熱處理工藝為：1245℃/2h,AC+1275℃/4h,AC+1100℃/2h,AC+850℃/24h,AC。
　　 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)熱處理后的合金進(jìn)行900℃的長(zhǎng)期時(shí)效實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，γ′長(zhǎng)大動(dòng)力學(xué)遵循LSW粗化理論。在時(shí)效后期，有部分γ′相發(fā)生聚合，形成長(zhǎng)條狀，但尚未發(fā)展成筏狀組織，γ′相穩(wěn)定。γ′相的長(zhǎng)大影響著位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)機(jī)制，在時(shí)效初期，位錯(cuò)通過(guò)剪切機(jī)制來(lái)切割γ′

3、相；時(shí)效中期，應(yīng)變?cè)龃?，位錯(cuò)密度增加，位錯(cuò)主要通過(guò)Orowan繞過(guò)機(jī)制起作用；時(shí)效后期位錯(cuò)聚集在γ′相周?chē)?，通過(guò)攀移方式越過(guò)γ′相。整個(gè)時(shí)效過(guò)程中沒(méi)有觀察到TCP有害相，合金具有較好的組織穩(wěn)定性。
　　 長(zhǎng)期時(shí)效合金在980℃/220MPa持久條件下，時(shí)效初期持久壽命隨時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，時(shí)效后期由于γ′相粗化，且正方度下降，基體通道變寬，使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)變得容易，合金變形量增加，導(dǎo)致持久壽命下降。持久延伸率一直隨時(shí)效時(shí)間延長(zhǎng)而升高