铸造高钨镍基高温模具合金组织及力学性能研究

发布时间：2025-06-04 03:57

　　钨含量高达10wt.%以上的铸造镍基高温合金,其γ′强化相的初熔温度达到1250℃以上,具有明显的W元素固溶强化效果,而且高温碳化物弥散强化作用充分,因此该类合金具有优异的高温组织稳定性、良好的高温强度和耐热持久性能等特点。由于合金的密度较大,应用于航空发动机叶片优势不明显,但适合地面高温工况应用。随着高温等温锻造成型技术的发展,对高温模具的需求愈发迫切,与钼基模具合金相比,高W镍基高温合金的成本低、适于高温氧化环境和能够制备大尺寸模具。但该类合金在1000～1100℃高温和长达1000小时的使用工况下会出现组织稳定性下降、高温性能明显不足和模具寿命相应缩短的问题。为优化高W镍基铸造高温合金的组织和性能,使其更加适合于高温模具的苛刻使用工况要求,本文开展了W、Mo元素含量对合金组织及性能的影响,合金的高温长时热暴露组织稳定性,高温下不同温度合金的拉伸变形行为和不同模拟工况条件下合金冷热疲劳行为的研究,为铸造高W镍基高温模具合金的成分、组织和性能优化奠定理论基础。本文主要内容和获得结论如下:通过W和Mo元素比例调整,制备了10种铸造Ni-11Co-3Cr-(10～17)W-(0～4)Mo-...

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【部分图文】：

图1-2(a)真空等温锻造模具装置简图[20]；(b)真空等温锻造钼基模具Fig.1-2Theillustrationofvacuumisothermalforgingmold(a)andTZMmold(b)

哈尔滨工业大学工学博士学位论文-4-400-560MPa之间[23]，这就需要模具合金具有优异的耐高温能力。国内有学者研究Ni3A1基合金作为候选材料，此类合金具有密度孝熔点高、比强度高、抗氧化性能优异等优点，但缺点是铸造过程中有较强的热裂倾向，不适合制备大尺寸模具铸件，因此并未....

图1-1航空发动机示意图

哈尔滨工业大学工学博士学位论文-4-400-560MPa之间[23]，这就需要模具合金具有优异的耐高温能力。国内有学者研究Ni3A1基合金作为候选材料，此类合金具有密度孝熔点高、比强度高、抗氧化性能优异等优点，但缺点是铸造过程中有较强的热裂倾向，不适合制备大尺寸模具铸件，因此并未....

图1-3断裂的等温锻造模具,(a)整体图；(b)局部Fig.1-3Isothermaldiemoldafterfracture,(a)overallstructure;(b)detail

第1章绪论-5-情况，为等温锻造模具的冷热疲劳的研究提供了理论依据；张[26]探索了模具升温过程中的应力场和温度场分布规律，结果表明模具损伤的因素主要为热疲劳对模具造成的热损伤，在此基础优化了模具的升温制度。刘[27]采用理论分析、实验研究和有限元数值模拟有机结合的方法，通过对钛....

图1-4国内铸造高温合金与国外同类合金比较[49]

哈尔滨工业大学工学博士学位论文-8-金材料，也研发出K19，K20，K21和601合金[56]，中科院金属所研制出K416B合金[57][58]，该系列合金的成分汇总于表1-3。不过该系列合金最突出问题是密度过高，所以在航空发动机上应用受限，其中K19和K20仅为定型合金，而K2....

本文编号：4049276