岳全召:先进镍基单晶高温合金蠕变行为的研究进展论文

岳全召:先进镍基单晶高温合金蠕变行为的研究进展论文

本文主要研究内容

作者岳全召,刘林,杨文超,黄太文,孙德建,霍苗,张军,傅恒志(2019)在《先进镍基单晶高温合金蠕变行为的研究进展》一文中研究指出:先进镍基单晶高温合金具有优良的成分兼容性,在1 000℃以及更高温度下仍能保持较高的组织稳定性、抗蠕变性、抗疲劳性、抗氧化性和抗腐蚀性能,被广泛应用于现代航空发动机和地面燃气轮机的涡轮叶片等关键热端部件。在服役过程中,镍基单晶高温合金主要发生涡轮叶片旋转造成的蠕变及疲劳变形。另外,现代航空发动机对涡轮进口温度的要求不断提升,使得镍基单晶高温合金的承温承载能力面临着更大的挑战。长期以来,材料科研工作者尝试了许多方法来提升镍基单晶高温合金的蠕变性能:在镍基单晶高温合金中添加了大量的难熔元素(W、Cr、Mo、Re等),降低了元素的扩散速率,从而提高了合金的固溶强化水平;添加了γ’相形成元素(Al、Ti、Ta),形成金属间化合物γ’沉淀相,利用γ’沉淀相与γ基体相之间的相干应变、有序化,以及弹性模量和堆垛层错能差异等沉淀强化机制,提高合金的强度;通过调整热处理制度,进一步优化沉淀相的尺寸、形态以及体积分数,最大化沉淀强化效果;通过调整Mo与Re的含量,提高γ’沉淀相与γ基体相的错配度,细化γ/γ’界面位错网间距,强化γ/γ’相界面强度,提高镍基单晶高温合金的蠕变抗力;同时加入适量的Pt族金属元素,抑制了TCP有害相的析出,进一步稳定了合金组织。然而,镍基单晶高温合金中元素的合金化程度已很高,在CMSX-10中难熔元素的含量高达20.5%,这已经接近镍基体的溶解度极限;同时,也带来了其他一系列问题:组织不稳定性(包括凝固缺陷析出倾向的增加、TCP相的析出)以及合金密度和成本的增加。另外,对于第四代及其后续的镍基单晶高温合金的设计,除依赖提高难熔元素含量和加入铂族元素稳定组织外,并无其他公开、有效的措施。现行措施也与现代工业追求低密度、低成本、环境友好的理念背道而驰。因此,深入认识镍基高温合金成分-组织-结构-性能之间的内在联系十分重要,亟待突破现有的合金设计理论。本文试图从最重要的长时力学性能之一的蠕变性能出发,分别对镍基单晶高温合金成分、组织结构、蠕变行为特点等方面进行了阐述,重点探讨了固溶元素、γ’体积、尺寸、形态、γ/γ’界面、堆垛层错能(SFE)、反相畴界能(APB)等因素对蠕变行为、蠕变机制的影响规律,分析了镍基单晶高温合金蠕变行为研究面临的问题,并展望其研究前景,以期能够深入理解单晶高温合金的强韧化机理,为新一代镍基单晶高温合金的设计提供一些思路。

Abstract

xian jin nie ji chan jing gao wen ge jin ju you you liang de cheng fen jian rong xing ,zai 1 000℃yi ji geng gao wen du xia reng neng bao chi jiao gao de zu zhi wen ding xing 、kang ru bian xing 、kang pi lao xing 、kang yang hua xing he kang fu shi xing neng ,bei an fan ying yong yu xian dai hang kong fa dong ji he de mian ran qi lun ji de guo lun xie pian deng guan jian re duan bu jian 。zai fu yi guo cheng zhong ,nie ji chan jing gao wen ge jin zhu yao fa sheng guo lun xie pian xuan zhuai zao cheng de ru bian ji pi lao bian xing 。ling wai ,xian dai hang kong fa dong ji dui guo lun jin kou wen du de yao qiu bu duan di sheng ,shi de nie ji chan jing gao wen ge jin de cheng wen cheng zai neng li mian lin zhao geng da de tiao zhan 。chang ji yi lai ,cai liao ke yan gong zuo zhe chang shi le hu duo fang fa lai di sheng nie ji chan jing gao wen ge jin de ru bian xing neng :zai nie ji chan jing gao wen ge jin zhong tian jia le da liang de nan rong yuan su (W、Cr、Mo、Redeng ),jiang di le yuan su de kuo san su lv ,cong er di gao le ge jin de gu rong jiang hua shui ping ;tian jia le γ’xiang xing cheng yuan su (Al、Ti、Ta),xing cheng jin shu jian hua ge wu γ’chen dian xiang ,li yong γ’chen dian xiang yu γji ti xiang zhi jian de xiang gan ying bian 、you xu hua ,yi ji dan xing mo liang he dui duo ceng cuo neng cha yi deng chen dian jiang hua ji zhi ,di gao ge jin de jiang du ;tong guo diao zheng re chu li zhi du ,jin yi bu you hua chen dian xiang de che cun 、xing tai yi ji ti ji fen shu ,zui da hua chen dian jiang hua xiao guo ;tong guo diao zheng Moyu Rede han liang ,di gao γ’chen dian xiang yu γji ti xiang de cuo pei du ,xi hua γ/γ’jie mian wei cuo wang jian ju ,jiang hua γ/γ’xiang jie mian jiang du ,di gao nie ji chan jing gao wen ge jin de ru bian kang li ;tong shi jia ru kuo liang de Ptzu jin shu yuan su ,yi zhi le TCPyou hai xiang de xi chu ,jin yi bu wen ding le ge jin zu zhi 。ran er ,nie ji chan jing gao wen ge jin zhong yuan su de ge jin hua cheng du yi hen gao ,zai CMSX-10zhong nan rong yuan su de han liang gao da 20.5%,zhe yi jing jie jin nie ji ti de rong jie du ji xian ;tong shi ,ye dai lai le ji ta yi ji lie wen ti :zu zhi bu wen ding xing (bao gua ning gu que xian xi chu qing xiang de zeng jia 、TCPxiang de xi chu )yi ji ge jin mi du he cheng ben de zeng jia 。ling wai ,dui yu di si dai ji ji hou xu de nie ji chan jing gao wen ge jin de she ji ,chu yi lai di gao nan rong yuan su han liang he jia ru bo zu yuan su wen ding zu zhi wai ,bing mo ji ta gong kai 、you xiao de cuo shi 。xian hang cuo shi ye yu xian dai gong ye zhui qiu di mi du 、di cheng ben 、huan jing you hao de li nian bei dao er chi 。yin ci ,shen ru ren shi nie ji gao wen ge jin cheng fen -zu zhi -jie gou -xing neng zhi jian de nei zai lian ji shi fen chong yao ,ji dai tu po xian you de ge jin she ji li lun 。ben wen shi tu cong zui chong yao de chang shi li xue xing neng zhi yi de ru bian xing neng chu fa ,fen bie dui nie ji chan jing gao wen ge jin cheng fen 、zu zhi jie gou 、ru bian hang wei te dian deng fang mian jin hang le chan shu ,chong dian tan tao le gu rong yuan su 、γ’ti ji 、che cun 、xing tai 、γ/γ’jie mian 、dui duo ceng cuo neng (SFE)、fan xiang chou jie neng (APB)deng yin su dui ru bian hang wei 、ru bian ji zhi de ying xiang gui lv ,fen xi le nie ji chan jing gao wen ge jin ru bian hang wei yan jiu mian lin de wen ti ,bing zhan wang ji yan jiu qian jing ,yi ji neng gou shen ru li jie chan jing gao wen ge jin de jiang ren hua ji li ,wei xin yi dai nie ji chan jing gao wen ge jin de she ji di gong yi xie sai lu 。

论文参考文献

  • [1].蠕变损伤对HK 40钢蠕变行为的影响[J]. 朱世杰,于永泗,张俊善,曹智本.  机械工程材料.1988(04)
  • [2].微量镁对GH220合金蠕变行为的影响[J]. 朱静,马培立,贾丽萍,程志英,袁英.  钢铁.1989(12)
  • [3].镍基单晶高温合金蠕变行为研究进展[J]. 李丹,宋珏蓉,曾明,涂建华.  热加工工艺.2018(02)
  • [4].保载应力和加载速率对316H不锈钢蠕变行为的影响[J]. 姜恒,江慧丰,范志超,陈学东.  压力容器.2011(08)
  • [5].不锈钢0Cr18Ni12Mo2Ti焊接接头的蠕变行为探讨[J]. 张鑫,屈金山,王大春,李光明.  机械工程材料.2005(05)
  • [6].金属蠕变律及蠕变行为研究[J]. 金尧,孙亚芳,孙训方,邓勇,刘洪杰,屠勇.  材料工程.2001(01)
  • [7].不锈钢0Cr18Ni12Mo2Ti焊接接头蠕变行为的探讨[J]. 李娟,屈金山,章友谊,张鑫.  焊接技术.2005(06)
  • [8].30Cr1Mo1V转子钢蠕变行为的实验研究[J]. 姚可夫,石伟,林东海,许学军,刘庄.  现代制造工程.2005(08)
  • [9].Udimet500镍基高温合金长期蠕变行为[J]. 董建新,谢锡善,阿部富士雄.  材料工程.2000(11)
  • [10].Ti-2%Al-2.5%Zr钛合金在350℃下的持久强度及蠕变行为[J]. 李远睿,周玉成,胡跃均.  重庆大学学报(自然科学版).2007(04)
  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自材料导报的岳全召,刘林,杨文超,黄太文,孙德建,霍苗,张军,傅恒志,发表于刊物材料导报2019年03期论文,是一篇关于先进镍基单晶高温合金论文,蠕变论文,位错网论文,强韧化机理论文,材料导报2019年03期论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自材料导报2019年03期论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

    标签:;  ;  ;  ;  ;  

    岳全召:先进镍基单晶高温合金蠕变行为的研究进展论文
    下载Doc文档

    猜你喜欢