新型單晶高溫合金M09A組織和性能穩(wěn)定性研究.pdf

1、本文研究了熱處理和長期時效對鎳基單晶高溫合金M09A組織和力學性能的影響。
　　 鑄態(tài)M09A合金為典型的枝晶結構，偏析較為嚴重。對合金進行五種熱處理工藝，研究不同固溶處理對合金的枝晶組織、γ′相形貌及持久性能的影響。結果表明，經(jīng)過1275℃/4h固溶處理后，枝晶間處的共晶組織基本溶解完成，而且沒有發(fā)生初熔，枝晶干和枝晶間區(qū)域的γ′相形貌和尺寸沒有明顯差別，合金的成分偏析大大減輕，組織更加均勻、穩(wěn)定，在980℃/235MPa持久

2、條件下的性能最好，持久壽命達159.35h。最終確定M09A合金的標準熱處理工藝為：1245℃/2h,AC+1275℃/4h,AC+1100℃/2h,AC+850℃/24h,AC。
　　 對標準熱處理后的合金進行900℃的長期時效實驗。結果表明，γ′長大動力學遵循LSW粗化理論。在時效后期，有部分γ′相發(fā)生聚合，形成長條狀，但尚未發(fā)展成筏狀組織，γ′相穩(wěn)定。γ′相的長大影響著位錯的運動機制，在時效初期，位錯通過剪切機制來切割γ′

3、相；時效中期，應變增大，位錯密度增加，位錯主要通過Orowan繞過機制起作用；時效后期位錯聚集在γ′相周圍，通過攀移方式越過γ′相。整個時效過程中沒有觀察到TCP有害相，合金具有較好的組織穩(wěn)定性。
　　 長期時效合金在980℃/220MPa持久條件下，時效初期持久壽命隨時效時間的延長而增加，時效后期由于γ′相粗化，且正方度下降，基體通道變寬，使位錯運動變得容易，合金變形量增加，導致持久壽命下降。持久延伸率一直隨時效時間延長而升高