高溫合金PCX晶粒細化新工藝及其對疲勞性能的影響.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、由于熱處理不能有效地改善造成合金疲勞性能較差的不良組織結構,為了改善合金的組織結構,提高合金的疲勞性能,本文選取了CrN作為合金整體細化的細化劑。采用真空感應重熔得到細晶試樣,并將細化前后的合金組織進行了對比分析。最后對合金細化前后的試棒進行了疲勞測試。主要結論如下:
   (1)熱處理前后,合金晶粒、一次枝晶主軸長度,ιaxis與二次枝晶臂距SDAS均沒有明顯變化,但熱處理后二次枝晶臂間隙減小。熱處理前后合金中枝晶間和晶界處分

2、布的碳化物、共晶和顯微疏松變化不大。合金熱處理后塊狀碳化物邊緣出現(xiàn)熔解,且有二次碳化物析出;枝晶干的γ’相較鑄態(tài)試樣枝晶干的γ’相形狀規(guī)則,分布均勻,尺寸有所降低。熱處理后合金的枝晶間和晶界處的宏觀偏析有所減輕。
   (2)選取了CrN作為該新型合金整體晶粒細化的細化劑。對CrN進行了介紹并對其細化機理做了分析。實驗通過球磨法得到了平均尺寸為0.5μm的CrN顆粒,并對其進行了觀察和分析。對設備、陶瓷模殼、坩堝、母合金和細化劑

3、做了準備,并確立了合金的重熔工藝之后,母合金在真空感應熔煉爐中按照1450℃*8min精煉,1390℃澆注并在澆注前加CrN細化劑的工藝進行重熔,澆注出細晶鑄態(tài)試樣。
   (3)細化后鑄態(tài)試樣宏觀晶粒度級數(shù)G由-3.78提高到-1.42,平均晶粒尺寸ι由1.189023mm提高到0.523747 mm;一次枝晶主軸長度ιaxis為由656.67μm減小到352.23μm,二次枝晶臂間足SDAS沒有顯著變化。添加細化劑后合金試樣

4、的碳化物和顯微疏松數(shù)量、尺寸和分布較常規(guī)試樣細小彌散和均勻;碳化物的形態(tài)由漢字體狀和長條狀轉(zhuǎn)變?yōu)轭w粒狀和短棒狀。細化后試樣枝晶干γ’相較常規(guī)試樣更為規(guī)則均勻,呈現(xiàn)立方形。細化前后合金共晶分布沒有多大變化,但共晶尺寸明顯減小。
   (4)經(jīng)疲勞測試得知細晶試樣較常規(guī)試樣的高周疲勞性能有了明顯的提高。由于晶粒細化,合金中顯微疏松、碳化物尺寸大為降低,分布彌散;共晶尺寸大幅減小,夾雜物分散,從而大幅降低了引起疲勞斷裂的疲勞源的數(shù)量;

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