【摘 要】
:
镍基高温合金在整个高温合金领域内占有特别重要的地位,其被广泛应用在工业燃气轮机的最热端部件,尤其是发动机的叶片。但高温合金部件由于工作环境恶劣,因此部件的可靠性问题尤为突出。为了有效提高航空发动机的工作可靠性和经济性,修复航空发动机叶片日益受到重视。粉末冶金修复叶片的方法已经在国外GE、Siemens、西屋等发电设备制造公司得到广泛应用。本实验主要研究机械合金化过程中球磨工艺参数、合金元素种类及其
论文部分内容阅读
镍基高温合金在整个高温合金领域内占有特别重要的地位,其被广泛应用在工业燃气轮机的最热端部件,尤其是发动机的叶片。但高温合金部件由于工作环境恶劣,因此部件的可靠性问题尤为突出。为了有效提高航空发动机的工作可靠性和经济性,修复航空发动机叶片日益受到重视。粉末冶金修复叶片的方法已经在国外GE、Siemens、西屋等发电设备制造公司得到广泛应用。本实验主要研究机械合金化过程中球磨工艺参数、合金元素种类及其含量对合金化粉末颗粒形貌、平均粒径、微观结构、起始熔化温度等的影响规律,在最佳工艺参数下制备合金粉末,并与镍粉、镍板进行真空烧结,分析工艺参数对烧结体界面处组织与性能的影响规律,为后续镍基高温合金的修复连接奠定基础。通过实验分析得出以下结论:在机械合金化过程中,球磨初期粉末颗粒形貌由原来的树枝状变为相互交叠的层片状;随着球磨时间的延长,镍硅之间形成置换固溶体,而镍硼之间形成了间隙固溶体,使得合金粉末在合金化过程中衍射峰发生偏移,颗粒形貌也趋于球状;当球磨时间延长至60h时,粉末平均粒径达到1μm,此时粉末颗粒发生团聚,并倾向于发生非晶转变。在球磨过程中的外力作用下,粉末粒径细化、颗粒内部形成晶格畸变,使得原子运动、跃迁的阻力减小,扩散激活能降低,以及在合金化过程中硼、硅元素的不断固溶,均有效降低合金粉末的初熔点。随着球磨时间的延长、合金化元素含量的增加,起始熔化温度明显下降,球磨后期粉末颗粒的相变温度趋于稳定。其中,成份为92%Ni-4%B-4%Si的合金粉末在行星式球磨机中球磨30h后,其初熔点降至1038℃。将合金粉末与镍粉、镍板于真空炉中进行烧结,实验结果表明随着烧结温度的提高,组织中共晶反应产物Ni3B的含量逐渐减少,当烧结温度为1100℃保温时间120min时,镍基体粉末在组织中分布均匀,且获得致密的烧结体组织,此时弹性模量也趋于稳定;弥散分布的硬质相Ni3B强化了基体,此时的界面处连接强度高达2.189GPa,与基体的强度(2.241GPa)相媲美;当烧结温度升高到1200℃时,组织中的NiSi相完全消失,与此同时镍基体组织中Ni(γ)相有定向生长的趋势并出现树枝晶,此时继续提高烧结温度,界面处出现了裂纹。
其他文献
航天器已成为国防建设与国民经济发展不可或缺的一部分。如何提高航天器可靠性、安全性,降低失效事件发生的风险已成为国内外相关领域人员关注的热点。本文研究了航天器故障诊断、预测和健康管理(Diagnosis,Prognosis and Heath Management,DPHM)方法,具体研究内容如下:对于设备突变故障,设计了基于卡尔曼滤波的自适应观测器的诊断方法。该观测器能够对系统状态以及故障参数进行
本文主要探索了光悬浮区熔(OFZ)法制备Al2O3/SmAlO3(Al2O3/SAP)共晶陶瓷的制备工艺,通过改变预制体的长度、形状和厚度等参数,调节籽晶安装方式、抽拉速率和旋转速率等参数,成功制备了定向凝固Al2O3/SAP共晶陶瓷。研究了定向凝固Al2O3/SAP共晶陶瓷的组织结构,成分组成,择优取向和界面关系;测试了定向凝固Al2O3/SAP共晶陶瓷的各项力学性能,尤其评估了其抗热震性能。研
TiC和TiB高的强度和刚度,与钛基体接近的热膨胀系数以及良好的界面结合效果,使得TiC和TiB增强的钛基复合材料具有良好的耐磨性,因此TiC和TiB被认为是钛基体最为理想的强化相。目前,基于Ti-B4C体系的原位反应制备高强度(TiCp+TiBw)/Ti复合材料是高强韧性钛材料研究领域的重要方法之一,并取得了良好的强化效果。然而,对于(TiCp+TiBw)/Ti复合材料的强韧化机制,特别是TiC
功能梯度材料(Functionally Gradient Material,简称FGM),是在计算机辅助设计基础上,结合新的材料设计理念,设计出的内部化学构成和原子排列呈梯度变化的特殊复合材料。功能梯度材料的独特构成使之具有高强度、高耐磨性和耐高温等性能,在航天航空、生物工程、核工业等多种领域广泛应用。目前,研究人员将快速成型制造原理应用于FGM的制备,这类方法成型的FGM零件中有机物含量较高,后
桥梁结构在交通、社会经济和军事中具有十分重要的地位和作用。国内外因危险化学品运输车辆发生爆炸导致桥梁结构严重破坏的事故频发,桥梁在受到爆炸破坏时体现出来的脆弱性不可忽视,爆炸荷载作用下桥梁结构的动态响应及破坏机理亟待研究。基于ANSYS/LS-DYNA显式动力学有限元分析软件,以预应力混凝土简支小箱梁结构为研究对象,对其开展了爆炸荷载作用下的动态响应及破坏机理研究,主要研究工作及结论如下:(1)采
随着城市建设的快速发展,经济的迅速提升,城市人口的不断膨胀,出行压力不断增加,城市地铁的规模也在不断扩建。虽然城市地铁能够提供高速、便捷的出行方式,但是由于地铁运营时间不断增加和客流量不断扩大,地铁的运营风险也在不断扩大,使得地铁抗毁性失效越来越多,地铁安全运营受到了威胁。本文通过IE的理论方法对西安枢纽站点的抗毁性进行研究。首先,在定义了地铁抗毁性的基础上,根据对西安枢纽站点的问卷调查,借助SP
随着基础工业和制造业迅猛的发展,大尺寸工件的精密测量与定位是大型装配制造业的基础,是提高精度和效率,保证质量不可或缺的工艺保障手段。为解决在装配过程中大尺寸工件的精密测量与定位问题,某企业研发的一种高精密测量设备(iGPS),iGPS是一种基于GPS(Global Positioning System)定位思想开发的应用于大尺寸室内空间精密测量的非接触式三维测量装置。该装置具有高精度、高可靠性和高
本文以高速铁路隧道为工程背景,基于工程地质勘查资料,利用PFC2D颗粒流离散元数值软件模拟煤矿采空区岩体破坏过程,根据理论计算、工程地质类比、数值模拟分析及现场钻探验证的方法综合确定采空区三带发育高度。采用Flac3D有限差分软件建立了三维数值模型,着重分析了典型穿越复杂采空区深埋隧道施工过程地表沉降、围岩变形、采空区覆岩移动参数及隧洞围岩稳定性,同时利用Midas-GTS建立地震荷载及列车荷载时
全电子轨道电路是一种对列车实时位置进行监控的智能化轨道设备。这种设备运用铁轨作为信号的载体,将电容充放电过程中形成的高压不对称脉冲波用两根铁轨来传输,送至接收设备。接收端对波形进行处理,判断出当前钢轨区间的列车占用情况。本文就高压不对称脉冲波的时域识别做详细研究,主要从数字滤波算法和波形的识别方法两个方面分别做出了研究。在滤波算法上,本文对窗口平均滤波法做出了改进,得到了改进型窗口平均滤波法,并将
本文以武九高速公路高楼山隧道为研究背景,因隧址区地质构造复杂,断层破碎带发育,岩体破碎,地表沟谷纵横,受地表降水及基岩裂隙水补给地下水含量丰富,部分洞段通过富水断层破碎带及断裂带,可能会发生突涌水灾害危险。对富水断层破碎带地层条件下七种影响隧道稳定性及涌水量大小因素分别进行了 FLAC3D数值模拟,分析了其对隧道涌水及稳定性敏感性。模拟了排、堵及排堵结合等治理措施对突涌水的治理研究,及提出对应涌水