950_热暴露对K403镍基合金组织和性能的影响

毕业设计 (论文 )外文资料翻译 系 别 ： 机电信息系 专 业： 金属材料工程 班 级： 姓 名： 冯有 学 号： 外文出处： 中国知网 附 件： 1. 原文 ； 2. 译文 2014 年 06 月 950_热暴露对 基合金组织和性能的影响 刘军 杨合 孙志超 唐文婷 1. 西北工业大学 凝固技术国家重点实验室，陕西 西安 710072 2. 西安理工大学，陕西 西安 710048 摘 要 针对镍基铸造高温合 950 高温下分别进行了 5、 50 和 100h 的热暴露试验，研究热暴露对 金显微组织和室温力学性能的影响。结果表明：金经高温热暴露后，晶内和晶界析出 化物， 相聚集长大且边角发生钝化，随热暴露时间的延长， 出现 相边角钝化变成圆形或近圆形，部分 相发生定向相互连接粗化的现象和趋势；合金的名义屈服强度和抗拉强度随热暴露时间的延长而下降，而塑性则明显提高，导致合金强度下降塑性提高的主要原因之一则是 强化相的聚集粗化；热暴露前后，室温拉伸断口均为枝晶组织断裂，热暴露后的试样拉伸断面出现少量沿晶断裂特征和浅而小的韧窝，且存在韧窝的数量随热暴露时间的延长而增多。 关键词：镍基高温合金 暴露；力学性能；显微组织 作者简介：刘 君，女， 1976 年生，博士生，讲师，西安理工大学材料科学与工程学院，陕西 西安 710048，电话： 029403 合金是镍 具有高温强度，耐疲劳性和铸造 较于其他合金， 金是更便宜的，并且较低钴含量（ 5）。作为镍基铸造高温合金之一， 金具有被广泛应用在各个领域 ，是 轮转子低于 900C 等温锻造叶片成型模具预削硬变形的材料， 金 。 一般是组合服务的条件下使用高温和载荷的轴承，这是一种非常苛刻的工作环境。在高温热曝光一定的时间周期长，结构变化将发 生在合金中，包括聚集和强度的增长厄，甚至沉淀脆拓扑的密排（ 。 析出物的粗化被认为在蠕变性能的劣化的主要因素， 暴露。调查的 850 热暴露于微的影响结构不稳定性和机械性能并得出结论认为，硬度和抗蠕变寿命脱该合金的过程中的长期热暴露折痕重从初级和次级 粗化下降。研究长期热的影响暴露于 相和一个方向的拉伸行倚重凝固镍基高温合金 果表明屈服应力不断地与一个减小增加的老化时间在 900 下这源于 粗化和降低 体积分数。考虑到热暴露于高温合金的影响微观真实性的和特性，在本文中， 镍基超级合金 行了详细研究了热暴露样品在 950 下不同时间的组织和性能 。 1 实验 镍基高温合金 熔化，在真空电感化炉。该合金熔化物倒入在测试棒真空的机械性能的测量，并接完标准的拉伸比杆用 5 毫米直径。该式样被放置在一个 ，在空气中的热暴露在 950 维持 5， 50 和 100 小时。拉伸实验 ,进行了关于一 材料试验控制在室温下。观察显微组织 ,试样制备在腐蚀性液体混合 10 克硫酸铜 450 毫升盐酸， 5 毫升水 和 80 毫升蒸馏水。显微组织由 金显微镜和扫描型电子显微镜。拉伸断裂采用 描电子吉斯分析。 图 1 下进行 5 小时的热暴露 时热暴露 时热暴露 图 2 金碳化物形态后热暴露于 950 下进行 5 小时 2 结果与讨论 暴露对微观结构的影响 图 3 显示 金的 像之前和之后在 950C 热暴露不同的时间。图 a 所示热暴露前的铸样结构，主要由 的固溶， 相（ +）共晶相，和 固溶体为基体，它是有多个解决方案元素镍基奥氏体相（即钴，铬钼，和 W）和连续分布的面心立方结构。分散 相的体积，比例约 58，是主要强化相，这是连贯沉淀在固态来自 （ +）共晶相为液体沉淀为合金凝固后，用大花的形状和体积分数 的 1 3。碳化物 可见和形状。 图 bd 后热铸显示微观 露在 950C。在（ +）的中心的网络共晶相显着降低，甚至消失 1b），然后将共晶特征是不明显的热暴露后。在 和 相是 分 颗粒是面向与曝光时间的增加，如在图 1c 1D 所示。 粒从在分离 2 示出了碳化物5 小时的热暴露后，其中，大批量主 段，小 粒，和依稀可见 着碳化物分布为链晶粒间界，使晶界卷绕。 图 3 微观结构和 金的 相的形貌 在不同的条件 （ a）铸态试样，（ b） 样品 在 950 热暴露 5 小时（ c）， 50 小时（ d）和 100 小时 作为主要强化相， 相是镍 3数量，形态，大小和分布起着重要的作用，确定正确的合金的关系。在 950C 的热暴露有两种形态和 相的大小的 变化，如图中所示。在铸造条件下。在热暴露时 相让一起长大的钝立方角（图 b）。由于热暴露的增加，球形或近时间的 相的球形形状从钝边角形成，与一些 相扎堆沿滑移面，往往 成条纹形状 ，由于面 向连接和无粗化效果（图 c d） 态变化 相可以通过竞争机制来解释致的接口和晶格弹性能。作为热暴露的继续 ,相粗大化的 /相的匹配程度降低，并且弹性应变能降低。因此，该界面能源在确定的变化起主导作用。该界面能量正比于 / 的界面面积阶段，也就是说， W = A ，其中 W ， ，和 A 是在界面能，具体界面能和 界面面积的 /相。合金的结构演化通过的总能量中的合金系的减少驱动。球体的面积比的立方体的体积更小，所以在该 /与界面的还原界面能减小 面积，有利于对总能量的减少合金体系。因此，该 相的角变得迟钝，最后更改为近球形。 学性能的热暴露的影响 表 1 列出的流延的室温抗拉性能在 950C 的热暴露后不同 金时间。铸态合金的高强度和低塑性。随着时间的增加在热暴露过程中，将偏置屈服应力，拉伸强度下降。例如，根据在 950 热暴露 100 小时后，偏置屈服应力为 732 兆帕，拉伸强度 994 兆帕，而 和 降为较那些（ 996 和 1106 兆帕）热暴露前。与此相反，塑性，可以明显提高。伸长率是用于合金 暴露100 小时，它是由 升高 作为（ ，热暴露前的强度降低提高可塑性被认为要的 金的微观结构的变化，结果热暴露后，如上所讨论。热暴露在高温下，粗化和聚集 和 相将发生导致该合金折痕晶格失配其结果是，电阻减小对于位错在 相切割运动，所以该合金的强度下降。另一方面， 晶粒边界看起来像一个链有许多细小的碳化物颗粒从内部晶粒和晶界 沉淀，这不仅降低了启动和 而且还提高合金的塑性。另外，粗大的 相，使 通道更宽，从而使位错可以更容易地移动这是有益的合金的塑性变形和导致伸长率的提高。在一个单词时， 相粗糙度是提高合金的塑性有用。 表 1 金的不同热暴露时间后的拉伸性能 露对拉伸断裂的行为 室温拉伸断口形貌 的铸态 金暴露在 950 进行不同时间。宏观断口表面是比较光滑 铸态 金无热辐射，这是每相垂直的拉伸负荷的方向。没有明显的剪切唇区。整个断裂面显示一个结构断裂。有 “河形图案 ”和二次裂纹的横截面。 条件 b/ 5h 920 1047 50 50h 777 1004 50 100h 730 994 图 4 地的室温拉伸断口形貌在不同的条件 （ a， b）宏观和微观结构的铸态样品，（ c f）后的热曝光确保在 950 下 5 小时 ,50 小时 ,100小时 . 对于在 950 下 5 小时的热暴露后表明，该表面是不平衡的，粗糙的有明显的撕裂区（图 4c）。另外，一定量的浅凹坑分布在断裂面（图 4d）。热后断裂面 曝光仍是树枝状结构断裂性质。如热暴露时间增加，晶界压裂功能，可以观察到。还有更多的断裂面，显示的外观可塑性特征（图 4e 和 4023）。合金的延伸率是也增强据此。 3 结论 (1)在不同条件下，热曝露不一定时间，随着时间的增加，抵消屈服应力和金的拉伸强度降低，而塑性明显提高。而 100 小时，热暴露后的 置屈服应力，拉伸强度下降 和 分别同时伸长率增加 。 (2)在 950 下热暴露为 5， 50 和 100 小时后，在（ +）