新型喷射成形镍基高温合金热变形行为研究

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1、国内图书分类号：TB31国际图书分类号：620西南交通大学研究生学位论文密级：公开年级：2Q!!级姓名：湮态申请学位级别：工堂亟±专业：挝料抖堂皇工程指导教师：蔓昌纯塾握二零一四年五月ClassifiedIndex：TB31U．D．C：620SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisRESEARCHoNHoTDEFoRM：ATIoNBEHAVIoRSoFTHENEWSPRAYFoRMEDNICKEL．SUPERALLoYGrade：2011Candidate：Wa

2、ngJieAcademicDegreeAppliedfor：MasterDegreeSpeciality：MaterialScienceandEngineeringSupervisor：GeChangChun西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论

3、文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密√使用本授权书。(请在以上方框内打t叶’)学位论文作者签名：诩啦指导老师签名2荔*。日期：如乒j．，p日期：如，仁上，y西南交通大学学位论文主要工作(贡献)声明本学位论文的主要工作或贡献如下：(1)利用热力学软件模拟计算优化第三代航空发动机涡轮盘用粉末高温合金成分；(2)采用喷射成形技术制备粉末高温合金沉积坯，并分析其微观组织；(3)对材料进行热模拟实验，观测热模拟后材料组织，推导合金本构方程，并根据实验数据绘制热加工图，确定等温锻造工艺参数；(4)分析研究热

4、处理工艺对材料组织变化的规律。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师葛昌纯教授指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：扬逸、日期：刈啦fll矿西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要为了提高性能和节约成本，采用计算机模拟技术优化合金成分，并通过喷射成形技术制备第三代航空发动机涡轮盘用粉末高温合金。本文通过热模拟实

5、验以及利用光学显微镜、SEM等观察热处理样品的显微组织，研究了新型喷射成形镍基粉末高温合金的热变形行为及热处理工艺。主要研究结果有以下几点：(1)采用热力学软件Thermal．Calc计算和d电子轨道控制相稳定性理论设计第三代航空发动机用涡轮盘高温合金成分，得出合金元素的搭配范围：钻(20．25％)、铬(10．12％)、钨和钼总量不少于5％，且钨略大于钼；钛和铝的总量在6．10％且Ti／AI比值在0．9．1．1，铌(1-2％)，Nb瓜比值在0．8．1．2。(2)喷射沉积坯基体致密度可达99％以上，经热等静压和近

6、等温锻造后宏观气孑L闭合。喷射沉积坯以细小等轴晶组织为主，坯体内部晶粒尺寸在20-401arn，平均晶粒度在7．8级，近沉积坯表面区域晶粒较细，一次1，相尺寸在0．3．0．51ma，呈不规则块状形貌。(3)研究了合金在温度为1020．1150℃，应变速率为0．0003．1s。1条件下的热变形行为，应力一应变曲线表明合金热压缩过程中经历了加工硬化、回复、再结晶、稳态的四个阶段，温度和应变速率都会影响流变应力。根据应力应变数据，使用双曲正弦模型建立了本构方程，并绘制热加工图，确定等温锻造工艺参数为1150℃，10’

7、1S～。(4)固溶处理时合金中的一次v’相随着固溶温度的升高溶解量增加，析出的二次Y相的数量增加，大多由块状变为近球形，尺寸相对均匀。新型喷射成形镍基高温合金固溶时由于晶界碳化物的钉扎作用使得晶粒并未明显长大，具有较强的稳定性。合金在时效处理后二次Y’相比固溶时显著长大，表现在力学性能上为显微硬度值增大。关键词：喷射成形；粉末高温合金；热模拟；热处理西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractInordertoimprovetheperformanceandcostsavings，alloycompo

8、sitionWaSoptimizedbyusingcomputersimulationtechnology,andusethetechnologyofSpray-formingtopreparethepowdersuperalloywhichusedbythethirdgenerationofaircraftengineturbinedisc．Heattreatmentandhotde