论文部分内容阅读
由于热处理不能有效地改善造成合金疲劳性能较差的不良组织结构，为了改善合金的组织结构，提高合金的疲劳性能，本文选取了CrN作为合金整体细化的细化剂。采用真空感应重熔得到细晶试样，并将细化前后的合金组织进行了对比分析。最后对合金细化前后的试棒进行了疲劳测试。主要结论如下：（1）热处理前后，合金晶粒、一次枝晶主轴长度laxis与二次枝晶臂距SDAS均没有明显变化，但热处理后二次枝晶臂间隙减小。热处理前后合金中枝晶间和晶界处分布的碳化物、共晶和显微疏松变化不大。合金热处理后块状碳化物边缘出现熔解，且有二次碳化物析出；枝晶干的γ′相较铸态试样枝晶干的γ′相形状规则，分布均匀，尺寸有所降低。热处理后合金的枝晶间和晶界处的宏观偏析有所减轻。（2）选取了CrN作为该新型合金整体晶粒细化的细化剂。对CrN进行了介绍并对其细化机理做了分析。实验通过球磨法得到了平均尺寸为0.5μm的CrN颗粒，并对其进行了观察和分析。对设备、陶瓷模壳、坩埚、母合金和细化剂做了准备，并确立了合金的重熔工艺之后，母合金在真空感应熔炼炉中按照1450℃*8min精炼，1390℃浇注并在浇注前加CrN细化剂的工艺进行重熔，浇注出细晶铸态试样。（3）细化后铸态试样宏观晶粒度级数G由-3.78提高到-1.42，平均晶粒尺寸l由1.189023mm提高到0.523747mm；一次枝晶主轴长度laxis为由656.67μm减小到352.23μm，二次枝晶臂间距SDAS没有显著变化。添加细化剂后合金试样的碳化物和显微疏松数量、尺寸和分布较常规试样细小弥散和均匀；碳化物的形态由汉字体状和长条状转变为颗粒状和短棒状。细化后试样枝晶干γ′相较常规试样更为规则均匀，呈现立方形。细化前后合金共晶分布没有多大变化，但共晶尺寸明显减小。（4）经疲劳测试得知细晶试样较常规试样的高周疲劳性能有了明显的提高。由于晶粒细化，合金中显微疏松、碳化物尺寸大为降低，分布弥散；共晶尺寸大幅减小，夹杂物分散，从而大幅降低了引起疲劳断裂的疲劳源的数量；同时合金主要强化相γ′得到细化，晶界较多，造成裂纹扩展缓慢，从而显著提高了高周疲劳性能。