热塑性变形对NiAl金属间化合物组织和性能的影响

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1、硕士学位论文热塑性变形对NiAl金属间化合物组织和性能的影响EFFECTSOFTHERMOPLASTICDEFORMATIONONMICROSTRUCTUREANDPROPERTIESOFNIALINTERMETALLICCOMPOUNDS兰超琦哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TG146.2学校代码：10213国际图书分类号：621.7密级：公开工程硕士学位论文热塑性变形对NiAl金属间化合物组织和性能的影响硕士研究生：兰超琦导师：卢振副研究员申请学位：工程硕士学科：材料工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Cl

2、assifiedIndex:TG146.2U.D.C:621.7DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringEFFECTSOFTHERMOPLASTICDEFORMATIONONMICROSTRUCTUREANDPROPERTIESOFNIALINTERMETALLICCOMPOUNDSCandidate：LanChaoqiSupervisor：AssociateProf.LuZhenAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsEngineeri

3、ngAffiliation：SchoolofMaterialsSci.&Eng.DateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要航空航天领域的迅速发展使得人们对高温结构材料提出了更加苛刻的要求，在此背景下，具有较低密度和优异的高温性能的NiAl金属间化合物受到了广泛关注。在室温下，NiAl合金塑性较差，难以加工，但在韧脆转变温度以上具有超塑性，因此研究高温塑性变形下材料性能和微观组织的变化，可以为NiAl合金在超高温下的成形提

4、供理论依据。本文使用Ni和Al元素粉末作为原始材料，通过热压烧结工艺制备了NiAl块体材料，在高温下进行不同压下量的单向热塑性变形实验。经测试发现试样在1200℃下的屈服强度随着压下量的增加而增大。通过EBSD观察试样在不同压下量下微观组织的变化，分析试样的软化机制。整个变形过程中，晶粒细化，织构强度变化较小，无明显的各向异性。细晶强化作用使得试样的力学性能增加。对NiAl块体材料进行不同方向的多道次热塑性变形实验，并对其进行了力学性能测试和微观组织观察。实验发现与单向热塑性变形相比，多向多道次热塑性变形可以进一步细化晶粒，但同时形成了较明显的织构。织构的存在使得多向多

5、道次试样呈现出明显的各向异性。由于在实验过程中，试样升温时间过长，冷却过快会显著影响材料的性能和组织。因此将脉冲电流引入高温热塑性变形，可以实现试样的迅速升温，并保证压缩过程中温度的恒定不变。本课题利用Gleeble热压缩模拟实验模拟高温下NiAl不同方向的压缩情况，通过EBSD分析试样的微观组织演变过程。发现在电加热多向热塑性成形的情况下，晶粒得到了显著细化，且织构强度较低，无明显各向异性。最后利用电加热实现了NiAl合金在高温下的成形。本课题对传统电加热成形进行了改进，采用通电方向与电流方向垂直的通电方式，减小了对脉冲电源功率的依赖，可以成形更大的板型构件，同时提升

6、了升温速率，有利于构件的快速升温。在利用电加热装置成形带筋构件的过程中，发现试样升温较快，且在成形过程中温度始终保持不变，为后续大型带筋构件的成形提供了指导和依据。关键词：粉末烧结；NiAl金属间化合物；动态再结晶；力学性能；微观组织；电加热成形-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractTherapiddevelopmentintheaerospacefieldhasledtomorestringentrequirementsforhightemperaturestructuralmaterials.Atpresent,themostwidelyusednic

7、kel-basedsuperalloyislimitedbyitsownmeltingpoint,anditsusetemperaturecannotbefurtherincreased,soitisimportanttofindmaterialswithhigherservicetemperaturesandbetterhigh-temperatureserviceperformance.NiAlintermetalliccompoundswithlowerdensityandexcellenthightemperatureproper