re对γ'相粗化行为的影响.pdf

收藏

编号:20181206100734675310    类型:共享资源    大小:303.41KB    格式:PDF    上传时间:2019-02-16
  
5
金币
关 键 词:
粗化行为 相的影响 相的粗化行为 的影响 Re对 粗化的影响 相粗化 粗化的 粗化行为γ γ'相 行为的影响
资源描述:
!?“? 对 !?#?相 粗 化 行 为 的 影 响 马 书 伟 李 嘉 荣 侯 淑 娥 曾 强 郑 运 荣 颜 鸣 皋 ( 北 京 航 空 材 料 研 究 院 , 北 京 l?0?0?0?9?5?) 摘 要 : 研 究 了 三 种 不 同 R?e? 含 量 ( w?t?%?) 的 新 型 单 晶 高 温 合 金 ( D?D?6? +? 0?R?e? 合 金 , D?D?6? +? l?R?e? 合 金 , D?D?6? +? 2?R?e? 合 金 ) 在 l?l?0?0?C?下 的 !?'?粗 化 动 力 学 。 结 果 表 明 , R?e? 可 以 有 效 地 阻 碍 !?'?相 的 粗 化 , 提 高 !?'?相 的 粗 化 激 活 能 , 从 而 可 以 R?e? 改 善 单 晶 高 温 合 金 的 高 温 力 学 性 能 。 关 键 词 : R?e?; 高 温 合 金 ; !?'?相 粗 化 中 图 分 类 号 : T?G?l?l?5?.?2?l?文 献 标 识 码 : A?文 章 编 号 : l?0?0?5?-?5?0?5?3? ( 2?0?0?0?) 0?3?-?0?0?l?l?-?0?5? 含 R?e? ( 2?%? ~? 6?%?) 是 第 二 代 、 第 三 代 单 晶 的 主 要 特 征 [ l?, 2?] 。 可 以 说 R?e? 在 第 二 代 、 第 三 代 单 晶 高 温 合 金 中 起 着 决 定 性 的 作 用 , 它 的 加 入 对 单 晶 高 温 合 金 的 高 温 力 学 性 能 有 较 大 的 影 响 。 例 如 : ( l?) 单 晶 高 温 合 金 中 加 入 R?e? 可 显 著 提 高 蠕 变 强 度 [ 3?] , P?W?A?l?4?8?0? 的 W? 降 低 并 加 入 l?.?3?5?a?t?%?R?e?, 可 使 P?W?A?l?4?8?0? 在 l?0?0?0?C? /?2?0?0?M?P?a? 条 件 下 的 持 久 寿 命 由 l?l?8?h? 提 高 到 2?2?3?h?; ( 2?) 单 晶 高 温 合 金 加 入 R?e?, 一 般 在 较 大 程 度 上 能 改 变 其 疲 劳 性 能 [ 2?, 4?] 。 目 前 , 我 国 为 了 研 究 高 性 能 发 动 机 , 正 在 研 制 第 二 代 单 晶 高 温 合 金 ( 其 设 计 R?e? 含 量 ? 3?w?t?%?) 。 但 是 迄 今 为 上 , 人 们 对 R?e? 在 高 温 合 金 中 的 作 用 机 理 认 识 还 不 够 深 入 , 如 R?e? 的 强 化 机 制 是 什 么 ? R?e? 如 何 影 响 到 合 金 的 高 温 力 学 性 能 ? 对 这 些 问 题 深 入 研 究 无 疑 对 新 型 合 金 的 研 制 和 应 用 具 有 较 大 的 理 论 及 实 用 意 义 。 考 虑 到 !?'?是 高 温 合 金 的 主 要 的 强 化 相 , 它 的 分 布 状 态 以 及 大 小 都 直 接 影 响 到 材 料 的 力 学 性 能 。 材 料 在 使 用 过 程 中 !?'?相 的 粗 化 速 率 直 接 影 响 到 高 温 合 金 的 高 温 性 能 。 为 此 , 本 文 研 究 了 R?e? 元 素 的 加 入 对 !?'?相 的 粗 化 行 为 的 影 响 , 探 讨 了 R?e? 对 高 温 力 学 性 能 的 影 响 。 l? !?'?相 的 粗 化 动 力 学 !?'?相 的 粗 化 过 程 是 一 个 N?i? 的 过 饱 和 固 溶 体 的 沉 淀 析 出 过 程 。 它 是 一 个 由 扩 散 控 制 的 粒 子 长 大 过 程 。 在 这 个 粗 化 过 程 中 , 小 的 粒 子 不 断 消 溶 , 大 的 粒 子 不 断 长 大 。 L?i?f?S?h?i?t?z?, S?1?y?O?z?O?V? 以 及 W?a?g?H?e?r? 等 人 提 出 的 扩 散 控 制 的 过 饱 和 固 溶 体 的 沉 淀 析 出 模 型 较 好 地 解 释 了 粒 子 的 动 力 学 规 律 。 在 W?a?g?H?e?r? 扩 散 控 制 的 粗 化 方 程 中 , 粒 子 的 临 界 尺 寸 r? =? 2? ( c?V? /?c?A?) , 它 们 随 着 时 间 t? 的 增 加 而 增 加 。 V? 是 一 个 粒 子 的 体 积 , A? 是 粒 子 的 表 面 积 , r?0?是 粗 化 开 始 时 的 r? 的 平 均 值 , !?是 粒 子 与 基 体 的 界 面 自 由 能 , D? 是 溶 质 在 基 体 中 的 扩 散 系 数 , C?e?是 溶 质 的 收 稿 日 期 : 2?0?0?0?-?0?6?-?0?4?; 修 订 日 期 : 2?0?0?0?-?0?7?-?l?8? 作 者 简 介 : 马 书 伟 ( l?9?6?9?-?) , 男 , 硕 士 , 工 程 师 。 l?l?第 3? 期 R?e? 对 !?'?相 粗 化 行 为 的 影 响 平 衡 摩 尔 含 量 , V?m?是 沉 淀 相 的 摩 尔 体 积 。 r? -?3? -? r?-?3? 0? =? 8?!?D?c?e?V?2?m?t? 9?R?T? 2?实 验 方 法 为 研 究 R?e? 对 !?'?粗 化 行 为 的 影 响 , 在 本 工 作 中 研 究 了 三 种 不 同 R?e? 含 量 ( w?t?%?) 的 单 晶 高 温 合 金 , 即 D?D?6? +? 0?R?e?, D?D?6? +? l?R?e?, D?D?6? +? 2?R?e? ( 取 向 接 近 于 0?0?l? 方 向 ) 。 每 种 成 分 的 单 晶 试 棒 经 固 溶 处 理 后 经 线 切 割 等 分 成 l?5?m?m? X? l?0?m?m? X? l?0?m?m? 的 试 样 以 备 后 来 不 同 的 时 效 处 理 。 试 样 时 效 处 理 的 温 度 为 l?l?0?0?C?, 共 有 7? 种 不 同 的 处 理 时 间 级 别 , 它 们 是 0?.?5?1?, l?1?, 3?1?, 6?1?, l?2?1?, 2?4?1?, 5?0?1?。 为 保 证 实 验 结 果 的 可 比 性 , 三 种 成 分 的 合 金 试 样 要 在 一 起 进 行 固 溶 处 理 和 时 效 处 理 ( 实 验 用 的 热 处 理 炉 有 较 大 的 恒 温 区 并 且 温 度 波 动 范 围 小 于 2? C?) 。 对 不 同 合 金 , 不 同 时 效 处 理 后 的 试 样 经 抛 光 后 用 l?0?%?的 磷 酸 水 溶 液 电 解 ( 电 压 为 6?V?, 时 间 为 3?0?S?, 腐 蚀 !?相 ) , 然 后 进 行 扫 描 电 镜 观 察 并 拍 摄 不 同 视 场 的 照 片 ( 不 少 于 4? 个 视 场 ) 。 在 高 温 合 金 中 , !?'?的 形 态 为 正 方 形 , 并 且 与 基 体 的 接 触 面 为 ( 0?0?l?) 面 。 在 对 !?'?尺 寸 进 行 测 量 时 应 当 随 机 选 取 视 场 并 对 不 少 于 l?0?0? 个 !?'?颗 粒 进 行 测 量 。 将 测 量 到 的 大 量 !?'?粒 子 尺 寸 数 据 进 行 统 计 , 并 绘 制 !?'?粒 子 尺 寸 分 布 图 , 然 后 对 这 些 数 据 进 行 统 计 分 析 得 出 !?'?的 平 均 尺 寸 。 3?实 验 结 果 图 l? 是 合 金 D?D?6? +? 2?R?e? 合 金 在 l?l?0?0?C?时 效 处 理 下 的 S?E?M? 照 片 。 对 不 同 成 分 的 合 金 进 行 统 计 分 析 , 得 出 它 们 在 不 同 时 效 处 理 后 的 !?'?粒 子 尺 寸 ( 表 l?) , 并 绘 制 !?'?粒 子 尺 寸 分 布 图 ( 图 2?) , 可 以 很 明 显 地 看 出 随 时 效 时 间 变 化 的 !?'?粒 子 尺 寸 情 况 。 根 据 这 些 数 据 作 出 不 同 的 合 金 的 a?3?-?t? 曲 线 , 即 !?'?粗 化 动 力 学 曲 线 ( 图 3?) , 可 以 看 出 , !?'? 粒 子 尺 寸 a?3?与 时 间 t? 呈 线 性 关 系 , 这 一 关 系 很 好 地 符 合 W?a?g?D?e?r? 的 扩 散 控 制 的 饱 和 固 溶 体 沉 淀 理 论 。 图 l? D?D?6? +? 2?w?t?%? R?e? 合 金 在 l?l?0?0?C?时 效 处 理 后 的 S?E?M? 照 片 F?i?g?.?l?S?E?M? m?i?c?r?O?p?1?O?t?O?g?r?a?p?1? O?f? D?D?6? +? 2?w?t?%? R?e? a?1?1?O?y? a?f?t?e?r? l?l?0?0?C? a?g?i?D?g? 2?l?航 空 材 料 学 报 第 2?0? 卷 图 2? D?D?6? +? l?W?t? ?试 样 在 不 同 时 效 处 理 后 的 !?'?尺 寸 分 布 图 F?i?g?.?2?S?i?Z?e? c?i?S?t?r?i?b?u?t?i?O?H? O?f?!?'? a?f?t?e?r? c?i?f?f?e?r?e?H?t? a?g?i?H?g? f?O?r? D?D?6? +? l?W?t? ? a?1?1?O?y? 表 l? l?l?0?0?C?下 合 金 在 不 同 时 效 处 理 后 的 平 均 !?'?尺 寸 , “?m? T?a?b?1?e? l?A?V?e?r?a?g?e? S?i?Z?e? O?f?!?'? a?f?t?e?r? l?l?0?0?C? a?g?i?H?g? a?t? c?i?f?f?e?r?e?H?t? a?H?H?e?a?1?e?c? t?i?m?e?, “?m? A?1?1?O?y? A?V?e?r?a?g?e? S?i?Z?e? O?f?!?'?/?“?m? l?1?3?1?6?1?l?2?1?2?4?1?5?0?1? D?D?6? +? 0?R?e?— 0?.?3?3?2?0?.?4?2?4?0?.?5?7?8?0?.?7?0?6?— D?D?6? +? l?R?e?0?.?l?8?7?0?.?2?4?7?0?.?2?9?l?0?.?4?2?5?0?.?4?9?3?0?.?6?3?8? D?D?6? +? 2?R?e?— 0?.?2?3?6?0?.?3?3?4?0?.?3?3?4?0?.?5?l?4?0?.?5?6?7? 4?讨 论 对 比 三 种 成 分 高 温 合 金 的 !?'?粗 化 速 率 曲 线 , 可 以 看 出 , 高 温 合 金 中 元 素 R?e? 的 加 入 可 以 有 效 地 降 低 !?'?相 粗 化 速 率 , 使 其 粗 化 激 活 能 提 高 。 根 据 W?a?g?H?e?r? 的 饱 和 固 溶 体 沉 淀 理 论 , 曲 线 的 斜 率 K? 是 一 个 影 响 !?'?的 粗 化 速 率 的 物 理 量 。 决 定 K? 值 大 小 的 两 个 物 理 量 为 !?'?/?!?的 界 面 能 !?和 溶 质 的 扩 散 系 数 D?。 K? =? 8?!?D?c?e?V?2?m? 9?R?T? 根 据 R?e? 含 量 对 D?D?6? 单 晶 高 温 合 金 的 错 配 度 的 影 响 研 究 可 知 , R?e? 可 以 有 效 地 降 低 !?'?/?!? 错 配 度 , 降 低 !?'?/?!?的 界 面 能 !?, 从 而 可 以 有 效 地 提 高 !?'?相 的 粗 化 激 活 能 。 不 加 R?e? 的 合 金 , 其 !?'?粗 化 速 度 很 快 , 5?0?1? 的 时 效 处 理 后 , !?'?已 经 开 始 聚 集 , 形 成 类 似 的 筏 排 组 织 ( 图 4?) 。 此 时 !?'?的 长 大 已 不 符 合 W?a?g?H?e?r?的 沉 淀 模 型 。 在 高 温 合 金 中 除 了 固 溶 强 化 外 , 另 一 种 主 要 的 强 3?l?第 3? 期 R?e? 对 !?'?相 粗 化 行 为 的 影 响 图 3?三 种 合 金 l?l?0?0?C?时 !?'?粒 子 的 粗 化 动 力 学 曲 线 F?i?g?.?3?T?1?e? k?i?D?e?t?i?c?S? c?u?r?V?e?S? f?O?r? c?O?a?r?S?e?D?i?D?g? O?f?!?!? p?1?a?S?e? O?f? t?1?r?e?e? a?1?1?O?y?S? a?t? l?l?0?0?C? 图 4? D?D?6? +? 0?R?e? 合 金 在 l?l?0?0?C? /?5?0?1? 处 理 后 形 成 的 筏 排 组 织 F?i?g?.?4?R?a?f?t?-?S?t?r?u?c?t?u?r?e? O?f? D?D?6? +? 0?R?e? a?1?1?O?y? f?O?r?m?e?c? b?y? t?r?e?a?t?m?e?D?t? O?f? l?l?0?0?C? /?5?0?1? 化 方 式 为 沉 淀 相 强 化 , 即 !?'?沉 淀 强 化 。 !?'?相 的 大 小 、 分 布 以 及 在 高 温 下 的 稳 定 性 都 直 接 影 响 着 高 温 合 金 的 高 温 力 学 行 为 , R?e? 的 这 种 阻 碍 !?'?粗 化 行 为 的 作 用 对 高 温 合 金 的 高 温 性 能 及 稳 定 性 是 非 常 有 意 义 的 。 5?结 束 语 在 D?D?6? 单 晶 高 温 合 金 中 , 随 着 R?e? 含 量 从 0?w?t?%?变 化 到 2?w?t?%?, 其 强 化 相 !?'?在 l?l?0?0?C?时 的 粗 化 速 率 不 断 降 低 。 R?e? 在 单 晶 高 温 合 金 中 可 以 有 效 地 提 高 !?'?相 的 粗 化 激 活 能 , 阻 碍 !?'?相 的 长 大 。 它 是 一 个 能 提 高 单 晶 高 温 合 金 的 高 温 力 学 性 能 和 热 稳 定 性 的 有 益 元 素 。 参 考 文 献 : [ l?] W?A?L?S?T?0?N? W? S?, 0?H?A?R?A? K? S?, R?0?S?S? E? W?, e?t? a?1?.?R?e?D?e?’ N?6? t?1?i?r?c? g?e?D?e?r?a?t?i?O?D? S?i?D?g?1?e? c?r?y?S?t?a?1? S?u?p?e?r?a?1?1?O?y?.? S?u?p?e?r?a?1?1?O?y? l?9?9?6?.?K?I?S?S?I?N?G?E?R? R? D?, e?t? a?1?, e?c?.? A? P?u?b?1?i?c?a?t?i?O?D? O?f? t?1?e? M?i?D?e?r?a?1?S?, M?e?t?a?1?S? &? M?a?t?e?r?i?a?1?S? S?O?c?i?e?t?y?, l?9?9?6?.?2?7? -? 3?9?.? [ 2?] E?R?I?C?K?S?0?N? G? L?.? T?1?e? c?e?V?e?1?O?p?m?e?D?t? a?D?c? a?p?p?1?i?c?a?t?i?O?D? O?f? C?M?S?X?-?l?0?.? S?u?p?e?r?a?1?1?O?y? l?9?9?6?.?K?I?S?S?I?N?G?E?R? R? D?, e?t? a?1?, e?c?.?A? P?u?b?1?i?c?a?t?i?O?D? O?f? t?1?e? M?i?D?e?r?a?1?S?, M?e?t?a?1?S? &? M?a?t?e?r?i?a?1?S? S?O?c?i?e?t?y?, l?9?9?6?.?3?5? -? 4?4?.? [ 3?] B?L?A?V?E?T?T?E?R? D?, C?A?R?0?N? P?, K?H?A?N? T?.? A?D? a?t?O?m?-?p?r?O?b?e? S?t?u?c?y? O?f? S?O?m?e? f?i?D?e?-?S?c?a?1?e? m?i?c?r?O?S?t?r?u?c?t?u?r?a?1? f?e?a?t?u?r?e?S? i?D? N?i?-?b?a?S?e?c? S?i?D?g?1?e? c?r?y?S?t?a?1? S?u?p?e?r?a?1?1?O?y?S?.? S?u?p?e?r?a?1?1?O?y?S? l?9?8?8?.?D?U?H?L? D? N?, e?t? a?1?, e?c?.? W?a?r?r?e?D?c?a?1?e?, P?e?D?D?S?y?1?V?a?D?i?a? l?5?0?8?6?: A? P?u?b?1?i?c?a?-? t?i?O?D? O?f? T?1?e? M?e?t?a?1?1?u?r?g?i?c?a?1? S?O?c?i?e?t?y?, I?D?c?.?l?9?8?8?.? 3?0?5? -? 3?l?4?.? [ 4?] H?A?R?R?I?S? K?, E?R?I?C?K?S?0?N? G? L?, S?I?K?K?E?N?G?A? S? L?, e?t? a?1?.?D?e?V?e?1?O?p?m?e?D?t? O?f? t?1?e? r?1?e?D?i?u?m? c?O?D?t?a?i?D?i?D?g? S?u?p?e?r?a?1?1?O?y?S? C?M?S?X?-?4? a?D?c? C?M?l?8?6?L?C? f?O?r? S?i?D?g?1?e? c?r?y?S?t?a?1? b?1?a?c?e? a?D?c? c?i?r?e?c?t?i?O?D?a?1?1?y? S?O?1?i?c?i?f?i?e?c? V?a?D?e? a?p?p?1?i?c?a?t?i?O?D?S? i?D? a?c?V?a?D?c?e?c? t?u?r?b?i?D?e? e?D?g?i?D?e?S?.? S?u?p?e?r?a?1?1?O?y?S? l?9?9?2?.?A?N?T?0?L?0?V?I?C?H? S? D?, e?t? a?1?, e?c?.? A? P?u?b?1?i?c?a?t?i?O?D? O?f? t?1?e? M?i?D?e?r?a?1?S?, M?e?t?a?1?S? &? M?a?t?e?r?i?a?1?S? S?O?c?i?e?t?y?, l?9?9?2?.? 2?9?7?.? 4?l?航 空 材 料 学 报 第 2?0? 卷 E?f?f?e?c?t? O?f? R?e? O?n? c?O?a?r?S?e?n?i?n?g? b?e?h?a?V?i?O?r? O?f? !?'? p?h?a?S?e? i?n? N?i?-?b?a?S?e? S?u?p?e?r?a?l?l?O?y? M?A? S?h?u?-?w?e?i?L?I? J?i?a?-?r?O?n?g?H?O?U? s?h?u?-?e?Z?E?N?G? O?i?a?n?g?Z?H?E?N?G? Y?u?n?-?r?O?n?g?Y?A?N? M?i?n?g?-?g?a?O? ( I?n?s?t?i?t?u?t?e? O?f? A?e?r?O?n?a?u?t?i?c?a?I? M?a?t?e?r?i?a?I?s?, B?e?i?j?i?n?g? l?O?O?O?9?5?, C?h?i?n?a?) A?b?S?t?r?a?c?t?: T?h?e? c?O?a?r?s?e?n?i?n?g? b?e?h?a?v?i?O?r?s? O?f?!?'? a?t? l?l?O?O?C? h?a?v?e? b?e?e?n? i?n?v?e?s?t?i?g?a?t?e?d? i?n? D?D?6? s?i?n?g?I?e? c?r?y?s?t?a?I? s?u?p?e?r?a?I?I?O?y?s? w?i?t?h? d?i?f?-? f?e?r?e?n?t? R?e? a?d?d?i?t?i?O?n?s?, i?.?e?.?D?D?6? +? O?R?e?, D?D?6? +? l?R?e?, D?D?6? +? 2?R?e? w?t?%? .? T?h?e? t?h?r?e?e? a?I?I?O?y?s? w?e?r?e? a?n?n?e?a?I?e?d? a?t? d?i?f?f?e?r?e?n?t? t?i?m?e?, i?.? e?.? 5?O?, 2?4?, l?2?, 6?, 3?, l?, O?.?5?h?.? T?h?e? m?e?a?n? s?i?z?e?s? O?f?!?'? i?n? d?i?f?f?e?r?e?n?t? a?I?I?O?y?s? a?t? d?i?f?f?e?r?e?n?t? a?n?n?e?a?I?e?d? t?i?m?e? w?e?r?e? a?n?a?I?y?z?e?d? b?y? S?E?M? a?n?d? s?t?a?t?i?s?t?i?c? m?e?t?h?O?d?s?.? T?h?e? d?i?s?t?r?i?b?u?t?i?O?n? a?n?d? k?i?n?e?t?i?c? c?u?r?v?e? O?f?!?'? h?a?v?e? b?e?e?n? O?b?t?a?i?n?e?d? i?n? t?h?i?s? p?a?p?e?r?.? T?h?e? r?e?s?u?I?t?s? s?h?O?w?e?d? t?h?a?t? t?h?e? a?d?d?i?t?i?O?n? O?f? R?e? c?a?n? e?f?f?e?c?t?i?v?e?I?y? d?e?c?r?e?a?s?e? t?h?e? k?i?n?e?t?i?c?s? f?O?r? c?O?a?r?s?e?n?i?n?g? O?f?!?'? p?h?a?s?e?.? K?e?y? w?O?r?d?S?: R?e?; N?i?-?b?a?s?e? s?u?p?e?r?a?I?I?O?y?; !?'?c?O?a?r?s?e?n?i?n?g? b?e?h?a?v?i?O?r? 5?l?第 3? 期 R?e? 对 !?'?相 粗 化 行 为 的 影 响
展开阅读全文
  皮皮文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

关于本文
本文标题:re对γ'相粗化行为的影响.pdf
链接地址:http://www.ppdoc.com/p-10938326.html
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们

copyright@ 2008-2018 皮皮文库网站版权所有
经营许可证编号:京ICP备12026657号-3 

收起
展开