輕質(zhì)化MA-ODS鎳基高溫合金的制備及組織性能熱穩(wěn)定性的研究.pdf

1、本文首先綜述了MA/ODS鎳基高溫合金的研究現(xiàn)狀、進(jìn)展及應(yīng)用前景。在此基礎(chǔ)上，采用粉末冶金的方法制備了輕質(zhì)化MA/ODS鎳基高溫合金，通過(guò)對(duì)所制備試樣力學(xué)性能、微觀組織成分、斷口形貌等分析表征，研究了各項(xiàng)冶金工藝，包括納米Y2O3添加量、機(jī)械合金化（Mechanical Alloying，簡(jiǎn)稱MA）工藝、模壓成型工藝、燒結(jié)工藝、熱等靜壓工藝和后期熱處理工藝等對(duì)合金力學(xué)性能、顯微組織產(chǎn)生的影響及其原因，并通過(guò)高溫氧化實(shí)驗(yàn)探討了合金的高溫氧

2、化行為，為合金的高溫?zé)岱€(wěn)定性能研究打下了基礎(chǔ)。
　　 對(duì)比了不同球磨工藝下所得粉末的特性和燒結(jié)性能。所有球磨工藝均采用直徑分別為Φ6、Φ10、Φ20的小中大瑪瑙球進(jìn)行搭配，球料比20:1，球磨時(shí)間48h，主要考察球磨轉(zhuǎn)速、過(guò)程控制劑（Process Control Agents，簡(jiǎn)稱PCA）及其添加方式對(duì)粉末特性的影響。采取球磨轉(zhuǎn)速為220rpm，先干磨43h，再加入2wt％的酒精繼續(xù)球磨5h的球磨工藝可以獲得活性高、顆粒細(xì)小且

3、分散性較好的混合粉末，而采用球磨轉(zhuǎn)速為300rpm，添加2wt％的酒精作為過(guò)程控制PCA，球磨48h的球磨工藝可以得到粒度分布均勻的層片狀粉末。
　　 利用超固相線液相燒結(jié)的方法制備出了不同Y2O3含量的ODS鎳基高溫合金，其中含1.5wt％Y2O3，在1265℃下保溫2h真空燒結(jié)得到的鎳基高溫合金試樣具有較佳的綜合性能，其相對(duì)密度為98.13％，抗拉強(qiáng)度為770MPa，經(jīng)后續(xù)熱等靜壓（Hot Isostatic Pressin

4、g，簡(jiǎn)稱HIP）處理后試樣抗拉強(qiáng)度提高到838MPa。隨著Y2O3含量的增加適當(dāng)提高合金的燒結(jié)溫度可以獲得相對(duì)密度更高的試樣，含5wt％ Y2O3合金試樣獲得最優(yōu)相對(duì)密度（96.79％）的燒結(jié)溫度為1285℃，最佳燒結(jié)溫度為粉末熔點(diǎn)附近（+10℃~15℃）。
　　 對(duì)添加Al、Ti元素和納米Y2O3的合金，經(jīng)1265℃燒結(jié)后再通過(guò)如下熱處理：固溶處理溫度1200℃，保溫4h，然后空冷至室溫，時(shí)效處理溫度900℃，保溫16h后空冷

5、至室溫，析出了沉淀強(qiáng)化的第二相Ni3(Al,Ti)--γ′，室溫拉伸性能得到了較大的提升。
　　 選用在不同燒結(jié)溫度下制備的相對(duì)密度最優(yōu)的合金試樣進(jìn)行高溫氧化實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)溫度為1000℃，氧化時(shí)間100h。通過(guò)分析合金的氧化動(dòng)力學(xué)曲線，觀察氧化膜的完整性，分析對(duì)比了氧化膜成分，氧化膜厚度、致密程度以及與基體粘結(jié)性隨Y2O3含量變化的關(guān)系，比較了基體合金與含Y2O3合金抗氧化性能的優(yōu)劣，同時(shí)運(yùn)用多種理論闡述了彌散的稀土氧化物改善合金