Ni_3Al基IC6高温合金的工程应用研究

Ni_3Al基IC6高温合金的工程应用研究

一、Ni_3Al基IC6高温合金工程应用研究(论文文献综述)

蒋立武,杨宇,武美伶,蔡敏[1](2021)在《一种Ni3Al基单晶高温合金在1100℃/137 MPa蠕变行为的各向异性研究》文中进行了进一步梳理在1100℃/137 MPa条件下研究了IC6SX单晶高温合金晶体取向对蠕变寿命、断口形貌、断裂机制和位错演变的影响规律。研究结果表明,单晶合金的蠕变寿命与晶体取向密切相关,[111]取向单晶合金的蠕变寿命为73.3 h,[001]取向单晶合金的蠕变寿命为46.4 h,[111]取向单晶合金的蠕变寿命约为[001]取向的1.6倍,[001]取向单晶合金的最小稳态蠕变速率大于[111]取向。[001]和[111]取向单晶合金的断口纵切面表明,近断口表面呈锯齿状,均为韧性断裂,近断口处合金内部存在微裂纹,它们在富Ni,Mo相与基体界面处产生、连接并长大,微裂纹在[001]取向合金中沿[001]取向分布,但在[111]取向中分布比较弥散。蠕变断裂后,[001]和[111]取向合金中γ相都发生严重的变形,大量位错切割进入γ‘相,两个取向的蠕变变形机制均为位错切割机制,但是[111]取向的γ’相中的位错比[001]取向少。这表明,晶体取向对位错的运动方式影响较小,对蠕变性能和断口纵切面影响较大。

蒋立武,窦学铮,武美伶,蔡敏[2](2021)在《980℃/230 MPa下IC6SX单晶合金蠕变行为的各向异性研究》文中提出研究了[001]和[111]不同取向的IC6SX单晶合金在980℃/230 MPa下的蠕变性能,探明了蠕变性能与取向的相关性,研究了蠕变组织的演变,确定了合金蠕变断裂机制。不同取向IC6SX单晶合金的蠕变性能研究表明:单晶合金的蠕变寿命存在显着的各向异性。在980℃/230 MPa条件下,[001]和[111]取向的蠕变寿命分别为47.4和70.9 h,[111]取向合金蠕变寿命约为[001]取向的1.5倍。[001]取向单晶合金的蠕变速率大于[111]取向单晶合金。不同取向单晶合金的断口形貌和组织特征研究表明:[001]和[111]取向单晶合金均为韧性断裂,试样的近断口内部存在相当数量的微裂纹,且随着远离断口表面距离的增加而逐渐减少,尺寸逐渐减小。这些微裂纹优先在富Ni,Mo相与基体的界面处或者断裂的富Ni,Mo相处萌生。此外,试样轴向表面存在一定数量的二次裂纹,二次裂纹的长度也随着远离断口表面距离的增加而逐渐减小。表面二次裂纹优先沿着被破坏的富Ni,Mo相周围萌生,并向基体方向扩展。单晶合金在蠕变过程中位错演变的研究表明:合金的蠕变变形机制为位错滑移机制,晶体取向对蠕变过程中的位错运动机制没有明显影响。

岳锦涛[3](2021)在《Ni3Al基合金激光直接沉积成形工艺与组织性能研究》文中研究表明Ni3Al金属间化合物具有特殊的长程有序晶体结构、很强的原子结合键、高的形变硬化率、特殊的屈服强度及温度反常效应等特性,在航空航天等领域具有广阔的应用前景。传统的Ni3Al基合金成形工艺已经比较成熟,本文对Ni3Al基合金激光直接沉积成形这种新型成形工艺展开了探究。本文通过单道沉积试验,研究了激光成形工艺参数对沉积层高度、宽度和表面质量的影响;通过薄壁沉积试验,研究了成形环境及激光成形工艺参数对沉积层几何形状及成形裂纹倾向的影响。最终确定了Ni3Al基合金激光直接沉积成形合理激光成形工艺参数范围。激光功率1200 W、扫描速率900 mm/min、送粉速率15 g/min、搭接率40%、抬高率0.4 mm的激光成形工艺,即激光线能量密度1.33 k J/m、粉末线质量密度16.7 g/m试样成形质量较好。同时,激光直接沉积成形过程中需要在充氩环境下进行;道间停顿虽然可以给沉积层提供足够的时间进行能量释放,但激光探头的加、减速过程会导致严重的形状失真。Ni3Al基合金激光沉积层枝晶干为γ+γ′共晶相组织,枝晶间存在大粒径的γ′相夹杂,该夹杂相形状不规则。同时,通过SEM、萃取XRD分析,枝晶间还存在大尺寸的硼化物(M23B6)及小尺寸但不均匀分布的β-Ni Al相。Ni3Al基合金激光直接沉积成形件力学性能良好,室温静态拉伸下屈服强度达到540 MPa,抗拉强度1160 MPa,断后延伸率27%。并且合金表现出了典型的屈服强度-温度反常效应,合金屈服强度随着拉伸温度的上升明显上高,当温度超过450℃后合金屈服强度上升速率有所减缓,至850℃合金进入弱化温度区间。其中合金在650℃高温静态拉伸下,合金屈服强度640 MPa,断后伸长率11%。由于Ni3Al基合金激光直接沉积成形件微观组织的限制,合金的力学性能潜力并没有得到完全发挥。本文通过“固溶+时效”热处理手段有效改善了合金的组织,并进一步提升了合金的力学性能。其中,“1080℃×4 h,AC+900℃×10 h,AC”工艺固溶时效处理可以在有效避免β-Ni Al高温硬质相的析出的同时,生成细小γ′相和硼化物弥散强化组织,是一种较理想的优化激光沉积Ni3Al基合金的热处理工艺。本文通过整合对Ni3Al基合金激光直接沉积成形工艺及单晶Ni3Al基合金的发展趋势,进行了激光引晶制备单晶Ni3Al基合金的尝试。初步探索了Ni3Al基合金单晶激光引晶技术的可行性。利用激光增材制造技术尝试制备单晶Ni3Al基合金,通过微观组织分析,合金已经具备了一定的定向枝晶,证明通过激光引晶的方式制备单晶Ni3Al基合金具有一定的可行性。

李叶凡[4](2020)在《Ni3Al基合金凝固组织演变与氧化行为》文中研究说明Ni3Al基高温合金凝固组织复杂,其最终使用性能与其凝固组织形成与演化过程密切相关,系统阐明宽冷却速度范围组织演变和相变行为,对理解Ni3Al基合金凝固行为,以及非平衡凝固工艺的开发具有重要的理论意义和实用价值。本文选用Ni3Al基合金作为实验材料,采用具有较低凝固速率的常规凝固工艺与真空铜模喷铸急冷凝固和雾化快速凝固技术,对比研究了该合金从较低冷却速度凝固到快速凝固过程的合金组织演变行为及相变机制。并在此基础上,通过喷铸合金与常规凝固合金的对比研究,探索快速凝固造成的原始组织差异对合金在热暴露过程中相变行为、组织演变规律以及高温氧化行为的影响。快速凝固使Ni3Al基合金组织中枝晶干γ′相尺寸由双峰分布(常规凝固)转为单峰分布,二次γ’相消失;枝晶间界面处γ′相包覆层消失;枝晶间β相发生马氏体相变,α-Cr析出相与马氏体基体相界面处的共格应力促进了{111}原子面上位错向层错和孪晶的转变,形成具有高密度层错与微孪晶亚结构的马氏体。在快速凝固条件下,Ni3Al基合金枝晶间组织体积分数随冷却速度的增加而增加,二次枝晶间距、枝晶干γ′相尺寸以及碳化物数量降低。Ni3Al基合金中Cr、Fe在枝晶干γ相偏聚,快速凝固提高了Cr、Fe原子在γ′相中的溶解度,并优先替代γ’相中的Al原子,使得枝晶干γ相和γ′相的晶格常数减小,两相晶格错配程度增大,从而导致在γ/γ′相界面处形成刃型位错。600℃热暴露时,常规凝固Ni3Al基合金组织中γ’相包覆层发生明显宽化,枝晶间β相内析出大量板块状γ’相和近球形或棒状α-Cr相;γ′相包覆层内初生Cr7C3碳化物分解,生成二次Cr23C6碳化物和γ′相。快速凝固Ni3Al基合金枝晶间孪晶马氏体板条直接转变为具有高密度微孪晶亚结构的γ′相。900℃热暴露时,常规凝固合金枝晶间β相内γ’相和α-Cr颗粒数量明显减少,快速凝固Ni3Al基合金枝晶间孪晶马氏体首先完全转变成有序B2-β相,而后析出无明显位错和孪晶的γ′相。600℃等温氧化时,Ni3Al基合金氧化膜主要由NiO、Al2O3、Cr2O3和NiFe2O4组成。常规凝固合金组织中,γ′相包覆层优先发生氧化,形成显着凸起的NiO和NiFe2O4胞状混合物。快速凝固Ni3Al基合金组织中,由于不存在γ′相包覆层,避免了枝晶间界面处的优先氧化。

吴静[5](2020)在《多相Ni3Al基合金的热处理组织调控及蠕变行为研究》文中研究指明高Fe、Cr含量多相Ni3Al基合金,因其凝固组织中B2结构β-Ni Al相的引入,在满足高承温性和低质量密度的同时,还具备较好的焊接性能,具有广泛的应用前景而受到大量关注。本文对一种新型高Fe、Cr含量多相Ni3Al基合金在凝固、热处理及服役过程的多相组织演变规律及蠕变行为进行了系统的研究。分析了合金凝固过程的相形成顺序,并对其铸态多相组织形态进行了表征,表明该合金具有复杂的铸态组织结构,主要由枝晶干γ′+γ两相组织、枝晶间β相、少量γ′-envelope(包覆层)组织及碳化物(Cr23C6和Hf C)等次生相组成,合金中各类γ′相的总体积分数高达80~vol.%。研究了高温过固溶后冷却速率对枝晶干(?)′+γ两相组织、枝晶间β相和γ′-envelope组织形态的影响,发现合金组织对冷却速率十分敏感:γ′+γ两相组织中,初生及二次γ′相的析出尺寸与冷却速率间呈对数关系,表现出很强的冷速依赖性;冷却速率控制了β基体上微孪晶的形成与次生相的析出,微孪晶的结构、宽度随冷却速率不同发生变化,β相内有针片状γ′相、近球状α-Cr相和杆状Cr3C2相三种次生相析出;冷却速率降低,可促进γ′-envelope组织的形成与宽化。研究了高温退火处理对合金多相强化结构与蠕变性能的影响,发现合金在800℃下的稳态蠕变速率主要受γ′+γ两相组织中初生γ′相的尺寸控制,而加速蠕变阶段则主要受β相控制。随γ′相尺寸由铸态的0.48um长大至退火态的0.64~0.91um,合金稳态蠕变速率不断降低。β相在高温退火时发生不同程度的聚集长大,但总体积分数保持恒定,而β相的尺寸和分布对合金的蠕变寿命影响较小。研究了次生相γ′-envelope和β内交叉针片状γ′(γ′P)相长期时效时的演化行为。证明了(γ′+γ)/γ′-envelope/β相之间为共格/半共格的强/弱界面结构,γ′-envelope组织的宽化机制为:β(Ni Al)+γ(Ni)→γ′(Ni3Al)。γ′-envelope组织的宽化对合金蠕变性能的影响是双面性的。β内交叉γ′P相的析出可有效抑制合金蠕变过程中β脆性相内位错的增殖及蠕变裂纹的产生,从而利于合金蠕变性能的提升。长期时效后合金在800~840℃/220~300 MPa条件下稳态蠕变阶段的中温蠕变机制为位错剪切,呈现与Ni基合金不同的“四阶段”蠕变变形特性。合金在长期时效及蠕变变形过程中,会形成三种不同类型的γ′相筏状结构,其蠕变抗力大小为:双态R-型γ′筏状结构>R-型γ′筏状结构>N-型γ′筏状结构。

刘贺[6](2020)在《单晶高温合金用低扩散铂铝涂层的制备及性能研究》文中研究指明因同时具有优异抗氧化和抗热腐蚀综合性能,β-(Ni,Pt)Al涂层被广泛应用于先进航空发动机和燃气涡轮发动机关键热端部件(如单晶涡轮转子和导向叶片)的表面防护。由于(Ni,Pt)Al涂层Al含量高,在高温环境下涂层会与单晶合金基体发生严重的元素互扩散,这种元素互扩散将导致涂层发生快速退化进而失去抵抗高温氧化能力,同时在基体侧生成含有针尖状TCP相的二次反应区(SRZ)。二次反应区的形成会破坏单晶基体中的γ/γ’共格结构,使得单晶基体的高温力学性能(尤其高温蠕变和疲劳)发生明显下降。为了解决(Ni,Pt)Al涂层与单晶的元素互扩散问题,本文将采取两种方法减少β-(Ni,Pt)Al涂层与基体的元素扩散:一是采用预镀Ni层的方式制备β-(Ni,Pt)Al/Ni复合涂层,使形成(Ni,Pt)Al涂层所需的Ni源来自预镀的Ni层,在延缓TCP相析出的同时拥有良好的抗氧化性能;二是引入Ni-Re层作为β-(Ni,Pt)Al涂层和单晶高温合金之间的扩散障前驱体,制备低扩散NiRePtAl涂层,使其在更长时间和更高温度下拥有更好的抗氧化性能。主要研究内容以及成果如下所示:为使涂层具有良好抗氧化性能的同时又能抑制涂层与基体之间的元素互扩散,在(Ni,Pt)Al涂层与N5基体间预先电镀Ni层,制备(Ni,Pt)Al/Ni复合涂层。将(Ni,Pt)Al/Ni与普通(Ni,Pt)Al两种涂层于1 100℃条件下进行恒温氧化测试,结果表明:(Ni,Pt)Al/Ni复合涂层在渗铝过程中并没有形成IDZ,且复合涂层下方的SRZ推迟到氧化100 h后才形成,预镀Ni层起到了明显的减缓SRZ生成作用;两种涂层均表现出良好的抗高温氧化性能,其中(Ni,Pt)Al/Ni复合涂层与单晶高温合金基体之间的元素互扩散得到了极大缓解,基体侧SRZ厚度变薄,同时针尖状TCP析出量显着降低。采用两步法制备具有Re基扩散障(DB)的β-(Ni,Pt)Al涂层。首先在镍基单晶高温合金N5表面电镀5 μm Ni-Re层作为扩散障前驱体,然后电镀Pt层并经过气相渗铝处理,制备出带有Re基扩散障的β-(Ni,Pt)Al涂层。为了研究含有Re基扩散障的β-(Ni,Pt)Al涂层的抗高温氧化性能,与普通(Ni,Pt)Al涂层对比,在1100℃环境下进行了循环氧化和恒温氧化测试,结果表明:Re基扩散障组成相主要为高稳定的σ-Re(Cr)相,含Re基扩散障的β-(Ni,Pt)Al涂层具有更良好的抗高温氧化性能,涂层与基体之间的互扩散程度比普通β-(Ni,Pt)Al涂层小,且SRZ厚度减少了约一半(49%),说明Re基扩散障起到了有效的扩散阻挡作用;在恒温氧化期间,Re基扩散障层的厚度和形态几乎没有变化,仍然保持σ-Re(Cr)相结构,表明Re基扩散障在Ni基单晶合金基体中具有良好的高温稳定性。上述Re基扩散障同样可应用于承温能力更强的Ni3Al基单晶金属间化合物,通过在Ni3Al基单晶高温合金表面进行电镀和气相渗铝(CVD)处理(其电镀工艺包括Ni-Re复合电镀和电镀Pt层),制备一种低扩散率NiRePtAl涂层(β-(Ni,Pt)Al外层+Re基阻扩散层)。与传统的NiAl和(Ni,Pt)Al涂层进行性能对比,将低扩散率NiRePtAl涂层在1100和1150℃下进行循环氧化性能评估,同时在1 100与1200℃下进行恒温氧化性能评测,结果表明:低扩散率NiRePtAl涂层在长期氧化后保持了更多残余β-NiAl相,表面氧化铝膜完整性和粘附性明显优于普通(Ni,Pt)Al涂层,并且Re基扩散障有效减缓了涂层与基体之间的互扩散以及基体中Mo元素向涂层的外扩散,基体中的SRZ析出厚度减少25%。这说明NiRePtAl涂层具有更优异的抗氧化性能,同时有效降低了涂层与单晶基体的元素互扩散。

吴静,刘永长,李冲,伍宇婷,夏兴川,李会军[7](2020)在《高Fe、Cr含量多相Ni3Al基高温合金组织与性能研究进展》文中研究指明Ni3Al基高温合金因其较高的承温能力、优异的高温抗氧化/耐蚀性、较低的密度及生产成本,拥有广阔的应用前景而受到了大量的关注。Ni3Al基高温合金进一步的推广应用迫切需要在确保可焊性的同时提高其热强性,在此背景下,本文首先简要阐述了在Ni3Al基高温合金的成分设计中,Fe、Cr组元的添加可有效改善Ni3Al基高温合金的相组成及焊接性能。针对可焊性优异的合金成分调整,进一步分析了一种高Fe、Cr元素添加Ni3Al基高温合金凝固过程的多相转变特征,对其在不同高温冷却、高温退火、长期时效工艺下的多相组织(γ’+γ两相、枝晶间β相、γ’包覆层等)演变规律进行了总结,并探讨了复杂组织变量(初生γ’相尺寸、β相形态、β内相演化、γ’包覆层宽化)对其蠕变行为的影响。最后,总结了多相Ni3Al基高温合金连接工艺的最新研究进展,并对多相Ni3Al基高温合金的进一步发展进行了展望。

廉洁[8](2019)在《Ni3Al基合金扩散连接工艺及接头性能研究》文中认为Ni3Al基合金作为新一代的高温结构材料,具有卓越的高温强度,耐氧化和耐热蚀性。相比于Ni基合金,Ni3Al基合金的服役温度更高,密度更低,这使其在航空发动机的燃烧室,导向叶片和涡轮叶片中有潜在的应用价值。实现Ni3Al基合金的自身连接,并探究一种合适的连接工艺对于拓宽Ni3Al基合金的应用具有重要意义。因此,本课题采用扩散焊和瞬时液相(TLP)扩散连接两种工艺对Ni3Al基合金进行连接。在扩散焊体系中采用无中间层和添加Ni中间层对Ni3Al基合金进行连接;瞬时液相扩散连接,分别采用BNi-2中间层和Ni/Ti复合中间层对Ni3Al基合金进行连接。焊后对接头组织与力学性能进行表征,探究工艺参数对接头界面组织和力学性能的影响,在此基础上分析接头的形成机理。直接扩散连接Ni3Al基合金时,在1100℃-60min-20MPa下接头获得最大抗剪强度和界面结合率,分别为689MPa和95%。在该工艺条件下,接头中的γ’沉淀相发生粗化。通过引入Ni中间层来缓解接头中γ’相的粗化。当在1050°C采用厚度约为3μm的Ni镀层进行扩散连接时,此时接头的抗剪强度与在1100°C直接扩散焊条件下接头的抗剪强度基本相同。同时,有效抑制γ’沉淀相的粗化。为完全消除扩散焊条件下γ’沉淀相的粗化问题,采用BNi-2中间层对Ni3Al基合金进行TLP连接。随着工艺参数的增加,扩散影响区的范围增加,等温凝固区B化物沉淀的数量逐渐减少。在1100℃-2h时接头抗剪强度达到最大值为712MPa。通过焊后热处理消除扩散影响区和等温凝固区存在的B化物沉淀,接头的抗剪强度进一步提升达到838MPa,断裂主要发生在Ni3Al基合金基体。为防止在接头中形成含降熔元素的沉淀,采用Ni/Ti复合中间层对Ni3Al基合金进行TLP连接。随工艺参数的增加,等温凝固速率加快,使Ti Ni3相减少而γ′-Ni3(Al,Ti)相增多。接头的抗剪强度随连接参数增加先升高后趋于稳定,在1220℃-60min时获得最大抗剪强度为828MPa,断裂主要发生在Ni3Al基合金基体,同时接头在650℃和800℃高温条件下的抗剪强度分别为625MPa和533MPa。

王建涛,骆合力,李尚平,韩少丽[9](2019)在《一种高铪Ni3Al基合金的抗氧化性能》文中研究表明开展了高铪(1. 5%Hf) Ni3Al基合金在1000℃、1100℃和1200℃氧化100h的实验,分析了氧化膜的形貌及形成机制。研究表明,高铪Ni3Al基合金直到1100℃仍可达到完全抗氧化级,氧化膜完整致密,氧化增重速率0. 03g/m2·h,氧化皮剥落量0. 52g/m2,较0. 5%Hf的Ni3Al基合金降低一倍; 1200℃时,氧化皮剥落量明显增多,抗氧化性能降至次抗氧化级。高铪Ni3Al基合金氧化后,形成了大面积具有保护作用的Hf O2和Al2O3氧化膜,随着氧化温度由1000℃逐渐升高至1100℃,氧化膜由以Hf O2为主,转变为以Al2O3为主;合金氧化过程中Hf O2优先形成,Al2O3以Hf O2为核心形核生长,铪含量的提高促进了Al2O3氧化膜的快速形成,抗氧化性能显着提高。

姜珊[10](2019)在《Ni3Al基高温合金双相区和共晶区界面γ′相的析出与循环氧化行为研究》文中进行了进一步梳理航空发动机热端部件的服役环境极为苛刻,所选用的结构材料必须具有优异的组织稳定性和抗氧化性能。Ni3Al基高温合金由于具有优异的综合性能而被广泛地应用在航空发动机耐热结构件。随着发动机推重比的不断提高,对航空结构材料的要求也越来越高,特别是在高温条件下的组织稳定性和抗氧化性能。典型的多晶Ni3Al基高温合金由双相区(γ+γ’)和共晶区(γ-γ’)组成,界面区((γ+γ’)/(γ-γ’)界面)代表了合金的典型结构。针对多晶Ni3Al基高温合金的研究主要集中在合金的变形、蠕变性能以及双相区(γ+γ’)中γ’相的形貌演变等。界面区属于合金的变形不稳定区,目前对于界面区强化相在服役条件下的析出长大行为以及高温抗氧化性能的研究较少,限制了其在高温结构材料中的应用。基于以上原因,本课题主要研究了多晶Ni3Al基高温合金界面区强化相的析出、长大行为和界面区的循环氧化行为。研究结果表明:铸态合金经过短期循环热处理后,在界面区均匀析出了尺寸较大的蘑菇状γ’相,这主要是因为短期循环热处理在界面区产生了大量的空位及位错等缺陷,为γ’相的析出提供了形核质点。同时共晶区(γ-γ’)与双相区(γ+γ’)间存在较大的Al元素浓度梯度促进了蘑菇状γ’相的方向性生长;固溶处理后的合金经过长期循环热处理后,在界面区析出了少量纳米尺寸的块状γ’相,这主要是因为固溶处理后的快速冷却过程导致合金界面区产生了位错,位错的存在促进了界面区γ’相的形核,在长期循环热处理过程中,共晶区(γ-γ’)少量Al原子向界面区扩散导致纳米级γ’相的形成,共晶区(γ-γ’)与双相区(γ+γ’)间Al原子浓度梯度的降低抑制了纳米尺寸γ’相的方向性生长。在短期循环氧化过程中,铸态合金首先在界面区生成了明显的Ni O,而固溶处理后的合金在界面区生成了少量的Al2O3和Ni O的混合物,这主要是因为:铸态合金在短期循环氧化过程中氧化性较强的Ni元素优先沿界面区扩散到合金表面而被氧化成Ni O,而固溶处理后界面区Al元素含量的增加导致氧化过程中形成Al2O3。在长期循环氧化过程中,固溶处理合金存在较厚的Al2O3氧化层,而在合金表面只观察到少量的Ni O外氧化层,原因是在此过程中O原子不断沿氧化物孔隙向基体扩散,并迅速捕捉到Al而生成Al2O3,使得Al2O3氧化层的厚度逐渐增加,此外Al2O3氧化层的增厚阻碍了Ni原子的向外扩散。

二、Ni_3Al基IC6高温合金工程应用研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、Ni_3Al基IC6高温合金工程应用研究(论文提纲范文)

(1)一种Ni3Al基单晶高温合金在1100℃/137 MPa蠕变行为的各向异性研究(论文提纲范文)

1 实验
2 结果与讨论
    2.1 蠕变行为各向异性研究
        2.1.1 蠕变性能的各向异性
        2.1.2 不同取向单晶合金蠕变断口形貌和纵切面显微组织
    2.2 不同取向单晶合金蠕变断裂后位错组态
3 结论

(2)980℃/230 MPa下IC6SX单晶合金蠕变行为的各向异性研究(论文提纲范文)

1 实验
    1.1 单晶合金的制备
    1.2 单晶合金的热处理
    1.3 蠕变实验
    1.4 样品的制备和显微组织表征
2 结果与讨论
    2.1 蠕变行为各向异性研究
        2.1.1 蠕变性能的各向异性
        2.1.2 蠕变断口形貌和纵切面显微组织
        (1)[001]取向单晶合金
        (2)[111]取向单晶合金
    2.2 不同取向单晶合金蠕变断裂后位错组态
3 结论
    1.不同取向单晶合金蠕变性能的各向异性
    2.不同取向单晶合金的断口形貌和裂纹特征
    3.蠕变过程中位错的演变

(3)Ni3Al基合金激光直接沉积成形工艺与组织性能研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1.绪论
    1.1 选题意义及选题背景
    1.2 金属间化合物
        1.2.1 Ni_3Al金属间化合物的物理特性
        1.2.2 Ni_3Al金属间化合物的成形特性
    1.3 Ni3Al典型成形工艺
        1.3.1 铸造Ni3Al基合金
        1.3.2 变形Ni3Al基合金
        1.3.3 单晶Ni3Al基合金
        1.3.4 新型成形工艺
    1.4 激光增材制造
        1.4.1 激光直接沉积成形技术
        1.4.2 激光直接沉积成形的优势
        1.4.3 Ni_3Al基合金的脆性及对焊接性的影响
        1.4.4 Ni_3Al基合金裂纹敏感性控制及焊接性改善
    1.5 粉末特性对激光直接沉积成形工艺的影响
    1.6 热处理对Ni_3Al基合金性能的影响
        1.6.1 均匀化处理
        1.6.2 固溶处理
        1.6.3 时效处理
        1.6.4 热处理对激光成形件的影响
    1.7 论文研究主要内容
2.实验材料及方法
    2.1 实验材料及设备
    2.2 试验方法
    2.3 组织性能分析方法
        2.3.1 组织分析
        2.3.2 性能分析
3.工艺参数对单道成形层几何形状的影响
    3.1 前言
    3.2 沉积层几何形状
    3.3 激光线能量密度
    3.4 本章小结
4.增材制造裂纹的形成与控制
    4.1 激光直接沉积的内应力
    4.2 激光沉积薄壁试验
        4.2.1 试样制备工艺参数
        4.2.2 裂纹产生原因分析
    4.3 本章小结
5.Ni3Al基合金激光直接沉积成形组织与性能
    5.1 搭接率试验
    5.2 三维沉积试验
        5.2.1 沉积试验
        5.2.2 沉积试样组织
    5.3 沉积样品的力学性能
        5.3.1 室温力学性能及断口分析
        5.3.2 高温力学性能
    5.4 热处理对激光沉积Ni_3Al基合金组织的优化
        5.4.1 热处理工艺
        5.4.2 热处理结果分析
    5.5 本章小结
6.激光引晶可行性探索
7.结论
8.不足及未来展望
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢

(4)Ni3Al基合金凝固组织演变与氧化行为(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 文献综述
    1.1 选题背景及意义
    1.2 Ni_3Al 基合金概述
        1.2.1 金属间化合物
        1.2.2 Ni_3Al基合金
        1.2.3 Ni_3Al基合金国内外发展现状
    1.3 Ni_3Al基合金制备
        1.3.1 熔炼工艺
        1.3.2 凝固特征
        1.3.3 凝固组织控制
    1.4 Ni_3Al基合金的相组成与特点
        1.4.1 γ和γ′相
        1.4.2 β相
        1.4.3 碳化物和α-Cr等其他析出相
    1.5 Ni_3Al基合金氧化行为
        1.5.1 合金高温氧化
        1.5.2 Ni-Al合金氧化
        1.5.3 γ′-Ni_3Al氧化机制
        1.5.4 Ni_3Al基合金氧化研究进展
    1.6 本文主要研究内容和思路
第2章 材料制备与实验方法
    2.1 材料制备
        2.1.1 母合金熔炼
        2.1.2 常规凝固Ni_3Al基合金样品制备
        2.1.3 铜模喷铸Ni_3Al基合金样品制备
        2.1.4 雾化Ni_3Al基合金粉末样品制备
    2.2 样品分析测试方法
        2.2.1 组织形貌观察与分析
        2.2.2 差示扫描量热分析
        2.2.3 γ、γ′相物相检测及晶体学分析
        2.2.4 合金元素在γ、γ′相的分配及占位行为分析
        2.2.5 力学性能表征
        2.2.6 氧化产物分析
第3章 Ni_3Al基合金凝固组织演变与相变行为
    3.1 引言
    3.2 常规凝固Ni_3Al基合金组织分析
        3.2.1 枝晶干(γ+γ′)
        3.2.2 枝晶间组织
        3.2.3 碳化物
        3.2.4 凝固过程分析
    3.3 喷铸Ni_3Al基合金组织分析
        3.3.1 枝晶干(γ+γ′)
        3.3.2 碳化物
        3.3.3 枝晶间组织
        3.3.4 枝晶间马氏体转变机制
    3.4 雾化Ni_3Al基合金典型凝固组织形貌分析
        3.4.1 雾化合金冷却速度估算
        3.4.2 冷却速度对枝晶特征的影响
        3.4.3 冷却速度对枝晶干γ′相和枝晶间组织的影响
        3.4.4 冷却速度对合金粉末微观硬度的影响
    3.5 本章小结
第4章 Ni_3Al基合金γ、γ′相元素分配及γ/γ′相界面特征研究
    4.1 引言
    4.2 合金元素在γ和γ′相的分配行为
        4.2.1 合金元素在γ和γ′相的分配行为的实验研究
        4.2.2 合金元素在γ和γ′相的分配行为的第一性原理研究
    4.3 γ/γ′相界面特征及错配度
    4.4 枝晶干(γ+γ′)两相组织的力学性能
    4.5 本章小结
第5章 Ni_3Al基合金热暴露时组织演变及相变
    5.1 引言
    5.2 实验方法
    5.3 热暴露时Ni_3Al基合金枝晶干(γ+γ′)两相组织演变
    5.4 热暴露时Ni_3Al基合金碳化物演变
    5.5 热暴露时Ni_3Al基合金枝晶间组织演变及机理
        5.5.1 600℃热暴露时Ni_3Al基合金枝晶间组织演变
        5.5.2 900℃热暴露时Ni_3Al基合金枝晶间组织演变
    5.6 热暴露对Ni_3Al基合金维氏硬度的影响
    5.7 本章小结
第6章 不同冷却速度凝固Ni_3Al基合金氧化行为对比
    6.1 引言
    6.2 实验方法
    6.3 常规凝固Ni_3Al基合金表面氧化物演变
    6.4 喷铸Ni_3Al基合金表面氧化物演变
    6.5 Ni_3Al基合金在600℃下氧化行为
        6.5.1 枝晶干/枝晶间界面处氧化行为
        6.5.2 枝晶干和枝晶间区域氧化行为
    6.6 本章小结
第7章 全文结论和创新点
    7.1 全文结论
    7.2 创新点
    7.3 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢

(5)多相Ni3Al基合金的热处理组织调控及蠕变行为研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 文献综述
    1.1 引言
    1.2 Ni_3Al基合金概述
        1.2.1 金属间化合物
        1.2.2 Ni_3Al基合金
        1.2.3 Ni_3Al基合金的国内外研究现状
        1.2.4 Ni_3Al基合金的应用现状及发展趋势
    1.3 合金元素在Ni_3Al基合金中的作用
        1.3.1 Al
        1.3.2 B、Zr
        1.3.3 Hf
        1.3.4 Mo、W
        1.3.5 C
        1.3.6 Cr
        1.3.7 Fe
    1.4 Ni_3Al基合金的相组成
        1.4.1 γ′、γ相
        1.4.2 β相
        1.4.3 α-Cr相
        1.4.4 碳化物相
        1.4.5 其他次生相
    1.5 Ni_3Al基合金的强化机制
        1.5.1 固溶强化
        1.5.2 第二相强化
        1.5.3 晶界强化
    1.6 Ni_3Al基合金蠕变过程中的微观结构演化
        1.6.1 蠕变期间的组织演化
        1.6.2 蠕变期间的位错运动
    1.7 本文主要研究内容
第2章 多相Ni_3Al基合金的铸态组织表征与凝固行为研究
    2.1 引言
    2.2 实验过程
    2.3 多相Ni_3Al基合金的铸态组织表征
        2.3.1 OM、SEM形貌
        2.3.2 枝晶干γ′+γ两相组织
        2.3.3 枝晶间β及β内析出相
        2.3.4 γ′-envelope组织
        2.3.5 晶界及碳化物
    2.4 凝固过程的组织形成规律
        2.4.1 DSC曲线
        2.4.2 初熔温度的测定
        2.4.3 主要相形成顺序
    2.5 本章小结
第3章 过固溶Ni_3Al基合金冷却过程的多相组织演变规律
    3.1 引言
    3.2 实验过程
    3.3 不同方式冷却下的组织形貌
    3.4 冷却速率控制的两相组织中γ′相的析出行为
    3.5 冷却速率控制的枝晶间β中的相演变规律
        3.5.1 空冷下枝晶间β内α-Cr相的析出行为
        3.5.2 水冷下枝晶间β内纳米孪晶及层错的形成
    3.6 冷却速率控制的γ′-envelope组织演变
    3.7 本章小结
第4章 高温退火对 Ni3Al 基合金多相强化结构与蠕变行为的影响
    4.1 引言
    4.2 实验过程
    4.3 不同高温退火过程中的多相强化结构演变
        4.3.1 枝晶间β相
        4.3.2 枝晶干γ′+γ两相组织中γ′相
    4.4 不同高温退火处理下的蠕变行为
        4.4.1 蠕变性能
        4.4.2 蠕变组织演化
        4.4.3 蠕变断裂特征
    4.5 多相强化结构特征影响蠕变行为的机理分析
    4.6 本章小结
第5章 多相Ni_3Al基合金长期时效组织中的次生相演变
    5.1 引言
    5.2 实验过程
    5.3 γ′-envelope组织的宽化及对蠕变行为的影响
        5.3.1 (γ′+γ)/γ′-envelope/β界面结构表征
        5.3.2 凝固过程γ′-envelope组织的形成机制
        5.3.3 800℃长期时效过程γ′-envelope组织的宽化机制
        5.3.4 γ′-envelope组织宽化对合金蠕变行为的影响
    5.4 β 内交叉针片状γ′(γ′_P)相的析出及对蠕变行为的影响
        5.4.1 800℃长期时效过程β内交叉γ′_P相的析出特征
        5.4.2 β 内交叉γ′_P相的析出对合金蠕变行为的影响
        5.4.3 R-型与N-型γ′筏状结构的形成及蠕变抗力
        5.4.4 β 内交叉γ′_P相的形成及其在蠕变中的作用
        5.4.5 蠕变断裂特征对比
    5.5 本章小结
第6章 基于γ′相形筏与位错组态的多相Ni_3Al基合金蠕变特性研究
    6.1 引言
    6.2 实验过程
    6.3 不同条件下合金的蠕变性能
        6.3.1 蠕变曲线与蠕变速率曲线特征
        6.3.2 蠕变激活能与应力指数
    6.4 蠕变过程的微观结构演化
        6.4.1 双态R-型γ′筏状结构的形成及蠕变抗力
        6.4.2 Cr_(4.6)MoNi_(2.1)相的析出对γ′筏型化的影响
        6.4.3 位错组态的衍衬分析
        6.4.4 蠕变断裂形貌
    6.5 微观结构因素对蠕变特征的影响分析
    6.6 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 全文主要结论
    7.2 本文主要创新点
    7.3 展望
参考文献
发表论文与参加科研情况说明
致谢

(6)单晶高温合金用低扩散铂铝涂层的制备及性能研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 高温合金的发展
    1.3 高温防护涂层及其制备工艺
        1.3.1 典型高温防护涂层
        1.3.2 高温防护涂层制备技术
    1.4 铂铝涂层及其发展
        1.4.1 国内外研究进展
        1.4.2 铂铝涂层应用存在的问题
    1.5 高温防护涂层元素互扩散及解决方法
        1.5.1 元素互扩散的危害
        1.5.2 元素互扩散解决方法
    1.6 研究目的与内容
        1.6.1 研究目的
        1.6.2 研究内容
第2章 实验材料及分析方法
    2.1 样品制备
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 电镀纯Pt工艺
        2.1.3 电镀Ni及Ni-Re层工艺
        2.1.4 退火工艺
        2.1.5 渗铝工艺
    2.2 高温氧化实验
        2.2.1 恒温氧化实验
        2.2.2 循环氧化实验
    2.3 分析测试技术
        2.3.1 X射线衍射(XRD)
        2.3.2 聚焦离子束(FIB)
        2.3.3 透射电子显微镜(TEM)
        2.3.4 扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)
        2.3.5 电子探针(EPMA)
        2.3.6 粗糙度测试
第3章 (Ni,Pt)Al/Ni复合涂层的高温氧化及互扩散行为研究
    3.1 引言
    3.2 实验方法
    3.3 实验结果与分析
        3.3.1 沉积态涂层组织与结构
        3.3.2 恒温氧化行为
        3.3.3 互扩散区演变形貌
        3.3.4 氧化500 h后元素分布
    3.4 讨论
        3.4.1 预镀Ni层对氧化行为的影响
        3.4.2 预镀Ni层对形成SRZ的影响
        3.4.3 SRZ的生长机制
    3.5 本章小结
第4章 含Re扩散障的Pt改性铝化物涂层在Ni基单晶高温合金上的氧化行为研究
    4.1 引言
    4.2 实验方法
        4.2.1 材料
        4.2.2 涂层沉积过程
        4.2.3 氧化测试
        4.2.4 表征方法
    4.3 实验结果与分析
        4.3.1 沉积态涂层组织与结构
        4.3.2 循环氧化行为
        4.3.3 恒温氧化行为
    4.4 讨论
        4.4.1 Re基扩散障抑制元素互扩散的机理
        4.4.2 Re扩散障的作用
    4.5 结论
第5章 低扩散率(Ni,Pt)Al涂层在Ni_3Al基单晶合金上的氧化行为研究
    5.1 引言
    5.2 实验
        5.2.1 材料
        5.2.2 涂层制备
        5.2.3 氧化测试及检测技术
    5.3 实验结果与分析
        5.3.1 沉积态涂层组织与结构
        5.3.2 1100 ℃循环氧化动力学及组织结构演变
        5.3.3 1150 ℃循环氧化动力学及组织结构演变
        5.3.4 1100 ℃恒温氧化动力学及组织结构演变
        5.3.5 1200 ℃恒温氧化动力学及组织结构演变
    5.4 讨论
        5.4.1 缓解Mo向外扩散的机理
        5.4.2 提高氧化性能和抑制SRZ形成的机理
    5.5 结论
第6章 总结论
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果

(7)高Fe、Cr含量多相Ni3Al基高温合金组织与性能研究进展(论文提纲范文)

1 Ni3Al基高温合金的成分设计
    1.1 晶界合金化
    1.2 基于焊接性能的成分调整
2 高Fe、Cr含量Ni3Al基高温合金的凝固组织形成规律
3 高Fe、Cr含量Ni3Al基高温合金的多相组织演变规律
    3.1 高温冷却
    3.2 高温退火
    3.3 长期时效
4 高Fe、Cr含量Ni3Al基高温合金的蠕变行为
5 高Fe、Cr含量Ni3Al基高温合金的焊接
6 结论和展望

(8)Ni3Al基合金扩散连接工艺及接头性能研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
    1.2 Ni基高温合金连接研究现状
        1.2.1 Ni基高温合金的熔焊
        1.2.2 Ni基高温合金的钎焊
        1.2.3 Ni基高温合金的固相扩散焊
        1.2.4 Ni基高温合金的瞬时液相扩散连接
    1.3 本课题主要研究内容
第2章 试验材料及方法
    2.1 试验材料
    2.2 试验设备及工艺参数
    2.3 界面微观组织分析及力学性能测试
        2.3.1 界面微观组织分析
        2.3.2 接头力学性能分析
第3章 Ni_3Al基合金固相扩散连接
    3.1 引言
    3.2 表面形貌表征
    3.3 Ni_3Al基合金直接扩散连接
        3.3.1 Ni_3Al基合金直接扩散连接接头的微观组织
        3.3.2 Ni_3Al基合金直接扩散连接接头的力学性能
    3.4 Ni中间层扩散连接Ni_3Al基合金
        3.4.1 Ni_3Al/Ni箔/Ni_3Al扩散连接
        3.4.2 Ni_3Al/Ni镀层/Ni_3Al扩散连接
    3.5 本章小结
第4章 BNi-2 中间层TLP连接Ni_3Al基合金
    4.1 引言
    4.2 BNi-2 中间层TLP连接Ni_3Al基合金接头典型界面组织
    4.3 工艺参数对接头界面组织的影响
    4.4 工艺参数对接头性能的影响
    4.5 焊后热处理对接头组织和性能的影响
    4.6 本章小结
第5章 Ni/Ti复合中间层TLP连接Ni_3Al基合金
    5.1 引言
    5.2 Ni/Ti复合中间层TLP连接Ni_3Al基合金接头的典型组织
    5.3 工艺参数对TLP连接Ni_3Al基合金接头微观组织的影响
    5.4 工艺参数对TLP连接Ni_3Al基合金接头力学性能的影响
    5.5 本章小结
第6章 结论
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢

(9)一种高铪Ni3Al基合金的抗氧化性能(论文提纲范文)

1 前言
2 试验材料及方法
3 试验结果与分析
    3.1 氧化膜宏观形貌
    3.2 氧化动力学曲线
4 讨论
    4.1 高铪Ni3Al基合金的氧化膜微观组织
    4.2 高铪Ni3Al基合金的氧化机制
5 结论

(10)Ni3Al基高温合金双相区和共晶区界面γ′相的析出与循环氧化行为研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 镍基高温合金简介
        1.2.1 镍基高温合金的发展史
        1.2.2 镍基高温合金的性质
    1.3 Ni_3Al基高温合金概述
        1.3.1 微观组织
        1.3.2 国内外研究现状
    1.4 Ni_3Al基高温合金氧化行为研究
        1.4.1 氧化动力学和热力学
        1.4.2 国内外研究现状
    1.5 研究内容与意义
第二章 试样的制备及分析方法
    2.1 原材料及实验设备
    2.2 实验方案及过程
        2.2.1 试样的选取与预处理
        2.2.2 热处理工艺
        2.2.3 循环氧化过程
    2.3 分析方法
        2.3.1 金相组织观察
        2.3.2 X射线衍射分析
        2.3.3 扫描电镜观察
        2.3.4 透射电镜分析
第三章 短期循环热处理对Ni_3Al基高温合金微观组织的影响
    3.1 铸态合金的微观组织
        3.1.1 双相区(γ+γ′)
        3.1.2 共晶区(γ-γ′)
        3.1.3 (γ+γ′)/(γ-γ′)界面区
    3.2 短期循环热处理后界面区的微观组织
    3.3 蘑菇状γ′相析出及长大机理分析
    3.4 本章小结
第四章 长期循环热处理对Ni_3Al基高温合金微观组织的影响
    4.1 共晶区与双相区界面的微观组织
        4.1.1 固溶处理对界面区微观组织的影响
        4.1.2 微观组织分析
    4.2 块状γ′相的析出机理
    4.3 本章小结
第五章 Ni_3Al基高温合金循环氧化行为研究
    5.1 短期循环氧化
        5.1.1 氧化动力学分析
        5.1.2 界面初期氧化行为
        5.1.3 氧化皮的生长和剥落行为
    5.2 长期循环氧化
        5.2.1 氧化动力学分析
        5.2.2 物相分析
        5.2.3 氧化皮表面形貌及氧化层的分布
    5.3 循环氧化机理分析
    5.4 本章小结
结论
    主要结论
    主要创新点
参考文献
攻读学位期间所取得的相关科研成果
致谢

四、Ni_3Al基IC6高温合金工程应用研究(论文参考文献)

  • [1]一种Ni3Al基单晶高温合金在1100℃/137 MPa蠕变行为的各向异性研究[J]. 蒋立武,杨宇,武美伶,蔡敏. 稀有金属, 2021(09)
  • [2]980℃/230 MPa下IC6SX单晶合金蠕变行为的各向异性研究[J]. 蒋立武,窦学铮,武美伶,蔡敏. 稀有金属, 2021(05)
  • [3]Ni3Al基合金激光直接沉积成形工艺与组织性能研究[D]. 岳锦涛. 钢铁研究总院, 2021(01)
  • [4]Ni3Al基合金凝固组织演变与氧化行为[D]. 李叶凡. 天津大学, 2020(01)
  • [5]多相Ni3Al基合金的热处理组织调控及蠕变行为研究[D]. 吴静. 天津大学, 2020(01)
  • [6]单晶高温合金用低扩散铂铝涂层的制备及性能研究[D]. 刘贺. 中国科学技术大学, 2020(01)
  • [7]高Fe、Cr含量多相Ni3Al基高温合金组织与性能研究进展[J]. 吴静,刘永长,李冲,伍宇婷,夏兴川,李会军. 金属学报, 2020(01)
  • [8]Ni3Al基合金扩散连接工艺及接头性能研究[D]. 廉洁. 天津大学, 2019(01)
  • [9]一种高铪Ni3Al基合金的抗氧化性能[J]. 王建涛,骆合力,李尚平,韩少丽. 冶金设备, 2019(04)
  • [10]Ni3Al基高温合金双相区和共晶区界面γ′相的析出与循环氧化行为研究[D]. 姜珊. 河北工业大学, 2019

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Ni_3Al基IC6高温合金的工程应用研究
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