【摘 要】
:
FGH4096粉末高温合金是我国上世纪八十年代开始研发的用于制作高性能航空发动机高温部件的关键材料。由于其在700℃下具有较低的裂纹扩展速率、较好的综合力学性能以及良好的抗疲劳、长寿命以及抗腐蚀性能,已被应用于国内外先进航空发动机涡轮盘的制造中。我国的FGH4096合金与国外同类粉末高温合金(René88DT)相比尚存在不小的差距,具体表现为承温能力低、使用寿命短、使役稳定性差,这与合金中的O、N
论文部分内容阅读
FGH4096粉末高温合金是我国上世纪八十年代开始研发的用于制作高性能航空发动机高温部件的关键材料。由于其在700℃下具有较低的裂纹扩展速率、较好的综合力学性能以及良好的抗疲劳、长寿命以及抗腐蚀性能,已被应用于国内外先进航空发动机涡轮盘的制造中。我国的FGH4096合金与国外同类粉末高温合金(René88DT)相比尚存在不小的差距,具体表现为承温能力低、使用寿命短、使役稳定性差,这与合金中的O、N杂质及其形成的夹杂物有密切关联。因此,如何控制合金中的O、N含量及形成的夹杂物尺寸、进一步提高合金的纯净度至关重要。目前,我国FGH4096母合金多采用真空感应熔炼制备。随着合金制备技术的进步,高温合金中O、N的含量的控制要求与指标越来越严格。如航材院明确要求FGH4096合金中O含量不大于50ppmw,N含量不大于30ppmw。尽管如此,我国粉末高温合金中杂质及夹杂物冶炼控制技术仍未完全突破,制约着航空发动机性能的进一步提升。近年来,熔体过热处理逐渐成为一种提高合金纯净度、改善凝固组织的重要手段。通过将合金熔体在高于其熔点一定温度下保温一定的时间进而快速冷却,可以使合金在过热温度较高时获得的有利于合金性能的组织很好地保留下来。基于该思路,如果能对FGH4096合金进行熔体过热处理,通过在较高温度下充分发生精炼反应,使得其中的杂质及夹杂物有效脱除,并通过快速冷却将其良好的组织状态保留到室温,则可以获得冶金质量优良的FGH4096合金铸锭。因此,本研究以FGH4096合金为研究对象,通过对合金开展不同过热温度(85℃、133℃、193℃)及过热时间(10min、20min、30min)下的熔体过热实验,揭示了过热参数对合金成成分、元素蒸发速率以及纯净化行为及组织的影响规律及作用机理。研究表明,随着过热温度的提高,熔炼后铸锭的质量损失率逐渐增加。熔体过热处理可以使熔体微结构发生改变,其影响合金的偏析行为、析出相以及MC碳化物等,此外,熔体过热处理对合金的纯净化有一定的作用。当合金的过热温度增加时,合金成分的损失率逐渐增加,这主要由Cr元素的蒸发损失导致。当过热度为85℃和133℃时,合金中O、N杂质元素含量较低,随着过热度的增加,O、N杂质元素含量有反弹现象,并分析了影响O、N含量的热力学机制。此外,熔体的过热会降低合金成分偏析,细化枝晶,这与较高过热度下原子基团溶解、形核核心减少导致的较大过冷度下均匀形核有关。
其他文献
天然气水合物是一种非化学计量的晶体化合物,由水分子间氢键网络构成的笼型结构包络客体分子而形成;作为一种新型能源,具有清洁无污染、能量密度高、已经探明储量丰富等优势,将成为全球能源体系的重要组成部分。随着对水合物研究的深入,所产生的水合物法气体储运、气体捕集和筛分等技术也逐步展示出规模化的巨大潜在价值。然而,水合物形成过程中存在成核困难、反应速率缓慢、水转化率低等动力学瓶颈,以及更容易在高压低温条件
电力电子行业的发展引起的日益严重的电磁污染问题和军事隐身技术的需求都对电磁波吸收材料提出了更高的要求,因此亟待开发性能优异的电磁波吸收材料。Fe-Si-B-Nb-Cu系非晶、纳米晶合金是新型软磁材料,具有高磁导率,低矫顽力、低铁损等优异的软磁性能,因而有望成为性能优异的电磁波吸收材料。本文设计了成分为Fe73.2Si16.2B6.6Nb3Cu1的非晶纳米晶合金,并分别制得了非晶、纳米晶合金粉体以及
近年来,对Ti/Al3Ti叠层复合材料的研究逐渐成为热点,该材料由于其低密度、高模量及高比强度等优点,被广泛应用于装甲防护领域,因此对Ti/Al3Ti叠层复合材料的结构进行优化十分必要,本文基于LS-DYNA软件对不同条件下Ti/Al3Ti叠层复合材料的抗侵彻性能进行研究,以获得抗弹性能更好的叠层材料。首先采用LS-DYNA软件对子弹侵彻靶板的有限元模型进行验证,从子弹的侵彻深度及靶板的失效及变形
随着5G技术的迅猛发展、电子通讯设备的集成化以及军事隐身技术的升级换代,铁氧体、磁性金属颗粒等传统吸波材料由于其密度较大,稳定性差,已无法满足当前的吸波性能需要,开发轻质的高性能复合吸波材料已经成为目前功能材料领域的重点研究方向。二氧化钛(TiO2)由于其低密度、高稳定性以及无毒无害等特点,在吸波领域展现出较大的应用潜力。但将其应用于吸波材料需要进一步解决如下关键问题:1)介电常数低,阻抗匹配特性
双马来酰亚胺树脂是一种高性能热固性聚合物,具有优异的高比强度、高比模量、耐高温、耐辐射、耐腐蚀和易加工等优异的特性,已广泛应用于航空航天、机械、电子等领域。近年来,碳纳米管以良好的力学、导电、热学性能等引起研究人员的极大关注,将其添加到高分子树脂中可以形成性能更为优异的聚合物纳米复合材料。然而,纯碳纳米管与聚合物基体之间主要通过微弱的范德华力作用,界面作用力较弱,难以形成有效的载荷传递。因此,碳纳
利用大规模能量存储系统是解决太阳能、风能等清洁能源间歇性问题的有效手段,与锂离子电池相比,钠离子电池因其丰富的储量具有价格优势。随着正极材料的研究日渐成熟,开发性能相匹配的负极材料是钠离子电池商业化应用的关键。钠离子较大的直径阻碍了传统碳材料的插层储钠过程,而巨大的体积膨胀大大降低了金属材料的循环寿命。在众多的负极材料中,金属与碳的复合材料兼具着高容量和高循环稳定性的优点,表现出极大的发展潜力。选
有机太阳能电池以其轻薄、柔性可折叠、半透明等独特优势在近几年得到迅速发展,尤其在便携式电源和建筑设计方面显示出巨大的潜力。对于小分子材料来说,由于其较高的设计灵活性、易于修饰和分离提纯且重复性好等优势,具有较为广阔的发展前景。因而人们主要致力于设计新型小分子光伏材料来实现优异的器件光伏性能。本文采用了4种设计方法,分别为端基修饰、氟原子的取代、侧链调控和延长共轭骨架,成功设计并合成了8种新型的小分
任何一种新型材料的应用和发展必然要依赖于越来越多的应用需求,现代社会人们对于车辆的节能减排,飞机、汽车的出行安全,可穿戴设备、运动装备的轻便性等等需求愈发提高,传统的轻量化金属难以同时满足高可靠性和低密度的要求,碳纤维复合材料应运而生取得了极大的发展。受益于其特有的相对于传统金属材料的高强度、低密度、高可靠性的优点,在航空航天、军事装备、汽车制造等等领域取得了极大的发展和应用。复合材料的固化成型过
碳纤维因具有高强度、高模量、低密度以及良好导电性等优异的性能使得其结构复合材料能够广泛地应用于航空航天和国防军事领域,具有承载和轻量化的作用,但碳纤维的介电常数较高,与自由空间的阻抗不匹配对电磁波产生反射强烈,因而需要进行改性并对其介电性能进行研究。本文分别采用溶胶凝胶法和化学气相沉积法制备了SiO2和SiC改性涂层,通过树脂浸渍固化碳化法制备了C/C复合材料,由于碳基体的高导电性导致对电磁波的高
文章主要介绍一种高空大悬挑装配式可拆卸周转模板支撑体系,该施工工艺成功解决了高空大悬挑混凝土结构承重模板支撑体系的搭拆问题,相比型钢悬挑梁支撑架具有明显的经济效益。