高溫合金PCX晶粒細(xì)化新工藝及其對(duì)疲勞性能的影響.pdf

1、由于熱處理不能有效地改善造成合金疲勞性能較差的不良組織結(jié)構(gòu)，為了改善合金的組織結(jié)構(gòu)，提高合金的疲勞性能，本文選取了CrN作為合金整體細(xì)化的細(xì)化劑。采用真空感應(yīng)重熔得到細(xì)晶試樣，并將細(xì)化前后的合金組織進(jìn)行了對(duì)比分析。最后對(duì)合金細(xì)化前后的試棒進(jìn)行了疲勞測(cè)試。主要結(jié)論如下：
　　 (1)熱處理前后，合金晶粒、一次枝晶主軸長(zhǎng)度，ιaxis與二次枝晶臂距SDAS均沒(méi)有明顯變化，但熱處理后二次枝晶臂間隙減小。熱處理前后合金中枝晶間和晶界處分

2、布的碳化物、共晶和顯微疏松變化不大。合金熱處理后塊狀碳化物邊緣出現(xiàn)熔解，且有二次碳化物析出；枝晶干的γ’相較鑄態(tài)試樣枝晶干的γ’相形狀規(guī)則，分布均勻，尺寸有所降低。熱處理后合金的枝晶間和晶界處的宏觀偏析有所減輕。
　　 (2)選取了CrN作為該新型合金整體晶粒細(xì)化的細(xì)化劑。對(duì)CrN進(jìn)行了介紹并對(duì)其細(xì)化機(jī)理做了分析。實(shí)驗(yàn)通過(guò)球磨法得到了平均尺寸為0.5μm的CrN顆粒，并對(duì)其進(jìn)行了觀察和分析。對(duì)設(shè)備、陶瓷模殼、坩堝、母合金和細(xì)化劑

3、做了準(zhǔn)備，并確立了合金的重熔工藝之后，母合金在真空感應(yīng)熔煉爐中按照1450℃*8min精煉，1390℃澆注并在澆注前加CrN細(xì)化劑的工藝進(jìn)行重熔，澆注出細(xì)晶鑄態(tài)試樣。
　　 (3)細(xì)化后鑄態(tài)試樣宏觀晶粒度級(jí)數(shù)G由-3.78提高到-1.42，平均晶粒尺寸ι由1.189023mm提高到0.523747 mm；一次枝晶主軸長(zhǎng)度ιaxis為由656.67μm減小到352.23μm，二次枝晶臂間足SDAS沒(méi)有顯著變化。添加細(xì)化劑后合金試樣

4、的碳化物和顯微疏松數(shù)量、尺寸和分布較常規(guī)試樣細(xì)小彌散和均勻；碳化物的形態(tài)由漢字體狀和長(zhǎng)條狀轉(zhuǎn)變?yōu)轭w粒狀和短棒狀。細(xì)化后試樣枝晶干γ’相較常規(guī)試樣更為規(guī)則均勻，呈現(xiàn)立方形。細(xì)化前后合金共晶分布沒(méi)有多大變化，但共晶尺寸明顯減小。
　　 (4)經(jīng)疲勞測(cè)試得知細(xì)晶試樣較常規(guī)試樣的高周疲勞性能有了明顯的提高。由于晶粒細(xì)化，合金中顯微疏松、碳化物尺寸大為降低，分布彌散；共晶尺寸大幅減小，夾雜物分散，從而大幅降低了引起疲勞斷裂的疲勞源的數(shù)量；