定向凝固镍基高温合金再结晶行为研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 王莉 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2009-05-26 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 金属研究所 |
| 导师 | 孙晓峰 |
| 关键词 | 镍基高温合金 再结晶 形核 晶粒长大 持久 高温热处理 |
| 其他题名 | Studies on Recrystallization in Directionally Solidified Nickel-base Superalloys |
| 学位专业 | 材料学 |
| 中文摘要 | 本论文采用扫描电子显微镜（SEM）、电子背散射衍射技术（EBSD）、电子探针（EPMA）等手段对CMSX-4单晶合金和DZ125L定向凝固柱晶合金的再结晶行为进行了系统研究，分析了再结晶的形核、长大机制。同时研究了合金组织结构特征和外界因素对再结晶行为的影响。并且采用Gleeble热/力模拟试验机对DZ4合金叶片中的再结晶进行了分析、模拟，对DZ4合金及DZ125L合金的再结晶倾向进行了分析。主要内容包括以下几方面： CMSX-4和DZ125L合金经局部变形后，在本论文所选择的温度热处理时（固溶温度附近）都发生了再结晶。较低温度热处理的样品中，只发生部分再结晶；在较高温度热处理时，再结晶进行充分；在远高于固溶温度热处理时，再结晶区域可以观察到较大再结晶晶粒。两种合金的再结晶动力学曲线表明，再结晶过程都是扩散控制的过程。 在不同温度下，再结晶的主要形核机制不同：高温热处理时，枝晶干的再结晶形核是主要形核方式；中温热处理时，可以同时观察到枝晶干形核和枝晶间第二相（碳化物、/¢共晶）和缩孔以颗粒诱发形核机制诱发再结晶形核；而在较低温度热处理时，枝晶间的第二相颗粒诱发再结晶形核为主要形核方式。 在再结晶晶粒长大过程中，组织中的第二相（、/¢共晶、碳化物）与再结晶晶界间的交互作用主要受热处理温度和变形程度的影响。CMSX-4单晶合金中，再结晶晶界受/¢共晶阻碍，可能在/¢共晶内迁移，并在再结晶晶界后析出大块相。DZ125L合金中的碳化物在再结晶晶粒长大过程中阻碍再结晶晶界的迁移。再结晶晶界可以切过或绕过碳化物。当热处理温度较高时，高变形量区的草书体碳化物还有可能在再结晶晶界前沿溶解。 实验发现，在相同变形量、相同热处理制度条件下，随着枝晶间距的增加，再结晶倾向降低；DZ125L合金随碳含量的增加，再结晶倾向性增加，并在碳含量达到0.096 wt%时，再结晶深度达到最大值，继续增加碳含量，再结晶深度变化不大。与DZ125L合金不同，加入300 ppm碳的CMSX-4合金的再结晶倾向明显降低。 观察表层再结晶和局部再结晶在980 oC/235 MPa持久过程中的组织演化发现：（1）表层再结晶在持久过程中变化较小。而（2）局部再结晶在持久过程中的组织变化较为复杂。在垂直于外加拉应力的再结晶晶界上形成了γ′贫化区（PFZ）。持久过程中裂纹产生于PFZ区，PFZ区的产生极有可能是局部再结晶影响合金性能的原因之一。 最后，我们对DZ4叶片中的再结晶进行了观察，研究表明DZ4叶片中的再结晶区一般靠近叶身根部，且面积较大，呈月牙形。叶片中的再结晶区有两种类型，一种是单个或几个大再结晶晶粒构成的再结晶区，另一种是由多个再结晶晶粒构成的再结晶区。分析认为DZ4叶片中的再结晶极有可能是在使用之前就存在的。 对DZ4、DZ125L合金定向凝固、加工、使用过程的热模拟表明：两种叶片在加工、搬运过程中磕碰以及校形时用力不均、变形较大均可导致叶片塑性损伤，从而在随后的高温热处理过程中产生再结晶。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 106 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/17047]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王莉. 定向凝固镍基高温合金再结晶行为研究[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2009. |
入库方式： OAI收割
来源：金属研究所
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