本文關(guān)鍵詞：NiAl合金反應(yīng)燒結(jié)工藝與高溫塑性變形行為研究

  更多相關(guān)文章： NiAl 元素粉末 反應(yīng)燒結(jié) 高溫塑性變形

【摘要】：航空航天領(lǐng)域日新月異的發(fā)展對(duì)高溫高強(qiáng)合金的需求也與日俱增,傳統(tǒng)的Ni基與Co基高溫合金通常是在950℃~1000℃的溫度下進(jìn)行使用,已不能滿(mǎn)足更高溫度的使用需要。金屬間化合物兼有金屬和陶瓷的優(yōu)點(diǎn),具有較高熔點(diǎn)和較高的高溫強(qiáng)度,NiAl作為一個(gè)B2型金屬間化合物,使用溫度900℃到1200℃,其密度只有35.86g/cm,約為高溫合金的2/3,成為很有潛力的新一代高溫結(jié)構(gòu)材料。NiAl的難成形以及室溫塑性差的問(wèn)題阻礙了其應(yīng)用化進(jìn)程,迫切需要開(kāi)展NiAl塑性成形相關(guān)研究。本課題采用球形Ni粉及Al粉作為原材料,在球磨機(jī)中進(jìn)行了干態(tài)低能球磨混合,不同于機(jī)械合金化合過(guò)程,本研究?jī)H得到了混合均勻的粉體,并未形成預(yù)合金粉末。此過(guò)程有效避免了高能球磨過(guò)程的不安全,且比機(jī)械合金化受氧元素污染程度輕。對(duì)混合后的粉體進(jìn)行了真空熱壓爐內(nèi)的反應(yīng)燒結(jié),進(jìn)行了燒結(jié)溫度、保溫臺(tái)階、保溫時(shí)間等參數(shù)的探究,得到了成分為單相的塊體NiAl合金。對(duì)燒結(jié)材料進(jìn)行了組織觀察及致密度測(cè)試,力學(xué)性能測(cè)試,分析了燒結(jié)工藝對(duì)NiAl組織形貌及力學(xué)性能的影響規(guī)律。進(jìn)行了燒結(jié)后的塊體材料的高溫壓縮模擬實(shí)驗(yàn),通過(guò)溫度從1100℃到1300℃,應(yīng)變速率從1-1s到-1-3s10變化,得到使用溫度下及加工溫度下的真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線,得到了壓縮過(guò)程峰值應(yīng)力隨溫度及應(yīng)變速率變化關(guān)系,探究其熱加工過(guò)程中加工硬化及加熱軟化的關(guān)系,對(duì)熱壓縮前后組織進(jìn)行對(duì)比觀察,研究熱變形的溫度、速率對(duì)不同部位晶粒形狀影響,得到了不出現(xiàn)裂紋的合適加工區(qū)間。探究了溫度與應(yīng)變速率、應(yīng)力三者之間的本構(gòu)關(guān)系,揭示了高溫下的NiAl變形機(jī)理。根據(jù)高溫壓縮模擬試驗(yàn)的結(jié)果,進(jìn)行了燒結(jié)塊體材料的熱壓爐內(nèi)擠壓試驗(yàn),進(jìn)行了擠壓后的組織觀察及力學(xué)性能分析。發(fā)現(xiàn)擠壓過(guò)程對(duì)材料的室溫及高溫力學(xué)性能均有提升,尤其對(duì)高溫延伸率提升明顯。對(duì)擠壓前后材料進(jìn)行TEM觀察,發(fā)現(xiàn)擠壓前的再結(jié)晶組織及低密度位錯(cuò)經(jīng)擠壓后變?yōu)楦呙芏任诲e(cuò),并同時(shí)伴有平行排列的位錯(cuò)墻,出現(xiàn)明顯回復(fù)組織特征。進(jìn)行了帶筋結(jié)構(gòu)件的模具設(shè)計(jì)及高溫?cái)D壓成形。分析了擠壓結(jié)構(gòu)件的組織變化,缺陷成因,提出了工藝改進(jìn)措施。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：V252

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 ;Hydrogen Diffusivity in Single Crystal Stoichiometric NiAl[J];Journal of Shanghai University;2001年03期

2 任維麗 ,郭建亭 ,周繼揚(yáng);Influences of Yttrium on Microstructure and Mechanical Properties of NiAl-28Cr-5.5Mo-0.5Hf Alloy[J];Journal of Rare Earths;2002年04期

3 ;Hydrogen-Induced Cracking of Two-Phase Alloy of Ni_3Al+NiAl[J];Journal of Materials Science & Technology;2003年03期

4 郭建亭;;金屬間化合物NiAl的研究進(jìn)展[J];中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年06期

5 ;EFFECT OF Ti-ADDITION ON MECHANICAL ALLOYING OF NiAl[J];Acta Metallurgica Sinica(English Edition);1994年01期

6 ;MORPHOLOGY OF MELT SPINNING SUPERSATURATED B2 NiAl[J];Acta Metallurgica Sinica(English Letters);1996年02期

7 ;SIMULATIVE INVESTIGATION OF GRAIN BOUNDARIES IN NiAl ALLOY[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;1999年01期

8 ;Behavior of Zr-Rich Phase in a Cast NiAl-33.5Cr-0.5Zr Alloy during Heat Treatment[J];Journal of Materials Science & Technology;2001年06期

9 ;Tensile Properties and Microstructure of DS NiAl-28Cr-5.8Mo-0.2Hf Alloy[J];Journal of Materials Science & Technology;2002年02期

10 郭建亭,張仕臻,袁超,周文龍,李谷松;金屬間化合物NiAl合金蠕變行為的研究[J];航空材料學(xué)報(bào);2003年S1期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 郭建亭;;NiAl合金高溫自潤(rùn)滑行為及其機(jī)理研究[A];2011中國(guó)材料研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

2 宋巖;楊銳;郭正曉;李東;;合金元素在NiAl中占位行為的電子結(jié)構(gòu)理論研究[A];2000年材料科學(xué)與工程新進(jìn)展（下）——2000年中國(guó)材料研討會(huì)論文集[C];2000年

3 劉二勇;賈均紅;王文珍;高義民;;NiAl/Ag_3VO_4納米復(fù)合材料的高溫自適應(yīng)潤(rùn)滑行為研究[A];第十一屆全國(guó)摩擦學(xué)大會(huì)論文集[C];2013年

4 侯碧輝;梁任又;秦曉英;;納米NiAl的ESR研究[A];第九屆全國(guó)波譜學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];1996年

5 滕英元;;NiAl復(fù)合第三組元作用機(jī)制的物理及力學(xué)行為研究[A];復(fù)合材料力學(xué)的現(xiàn)代進(jìn)展與工程應(yīng)用——全國(guó)復(fù)合材料力學(xué)研討會(huì)論文集[C];2007年

6 楊松嵐;王福會(huì);;NiAl-TiC復(fù)合材料的高溫氧化[A];2000年材料科學(xué)與工程新進(jìn)展（下）——2000年中國(guó)材料研討會(huì)論文集[C];2000年

7 盛立遠(yuǎn);郭建亭;謝億;周蘭章;;熱處理對(duì)NiAl-Cr(Mo)共晶合金組織及斷裂韌性的影響[A];動(dòng)力與能源用高溫結(jié)構(gòu)材料——第十一屆中國(guó)高溫合金年會(huì)論文集[C];2007年

8 Zhiyang Zhang;Hongbo Guo;Hui Peng;Shengkai Gong;Huibin Xu;;Effects of Dy on the Microstructure and Hardness of NiAl Alloys[A];中國(guó)材料大會(huì)2012第19分會(huì)場(chǎng)：高溫合金論文集[C];2012年

9 郭建亭;;長(zhǎng)程有序金屬間化合物NiAl合金的研究現(xiàn)狀[A];2000年材料科學(xué)與工程新進(jìn)展（下）——2000年中國(guó)材料研討會(huì)論文集[C];2000年

10 淮凱文;郭建亭;李虎田;高強(qiáng);;熱等靜壓對(duì)吸鑄態(tài)NiAl基共晶合金微觀組織和高溫強(qiáng)度的影響[A];動(dòng)力與能源用高溫結(jié)構(gòu)材料——第十一屆中國(guó)高溫合金年會(huì)論文集[C];2007年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 曹麗麗;多孔TiC-TiB_2-NiAl材料及結(jié)構(gòu)演變機(jī)理研究[D];機(jī)械科學(xué)研究總院;2012年

2 王慶偉;微層TiB_2-NiAl復(fù)合材料板材的制備及組織控制與力學(xué)行為[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

3 何君琦;稀土摻雜NiAl金屬間化合物結(jié)構(gòu)和性能的第一性原理研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

4 任維麗;NiAl基共晶合金的組織和力學(xué)行為及稀土合金化研究[D];大連理工大學(xué);2002年

5 高強(qiáng);幾種新工藝制備的NiAl-Cr（Mo）共晶合金的組織與機(jī)械性能[D];大連理工大學(xué);2006年

6 王雷;NiAl-Cr(Mo)共晶系合金的合金化及定向組織和力學(xué)性能[D];西北工業(yè)大學(xué);2014年

7 肖旋;兩種高溫合金及NiAl共晶合金的顯微組織和力學(xué)性能[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2007年

8 商昭;高溫度梯度定向凝固N(yùn)iAl-Cr(Mo)合金組織及力學(xué)性能[D];西北工業(yè)大學(xué);2015年

9 李沖;鋁合金中Mg_2Si相演變行為及析出長(zhǎng)大機(jī)制的研究[D];山東大學(xué);2012年

10 楊福寶;NiAl合金及其復(fù)合材料的機(jī)械合金化研究[D];大連理工大學(xué);2001年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 周穎;結(jié)構(gòu)缺陷、摻雜對(duì)反Heusler合金Ti_2NiAl電子結(jié)構(gòu)和磁學(xué)性質(zhì)的影響[D];西南大學(xué);2015年

2 苗曼玉;LDH/C復(fù)合材料負(fù)載貴金屬催化劑制備及其催化性能研究[D];北京化工大學(xué);2015年

3 李靜;碳載體復(fù)合材料的制備及水溶液中硫化物的處理研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

4 孫崇超;納米CeO_2改性NiAl熔覆涂層的制備及其高溫防護(hù)特性研究[D];江蘇大學(xué);2016年

5 楊雄偉;NiAl雙晶薄膜晶界結(jié)構(gòu)和剪切行為的分子模擬[D];華中科技大學(xué);2014年

6 王永兵;襯底溫度對(duì)Ni及NiAl紅外反射層高溫穩(wěn)定性影響的研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2016年

7 付偉博;NiAl合金反應(yīng)燒結(jié)工藝與高溫塑性變形行為研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

8 李慧;微量元素C、P對(duì)NiAl基合金顯微組織和力學(xué)性能的影響[D];遼寧工學(xué)院;2007年

9 黃哲群;NiAl合金粉體脈沖電流輔助燒結(jié)與成形性能[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

10 劉友成;NiAl金屬間化合物力學(xué)性質(zhì)B，P合金化效應(yīng)的計(jì)算研究[D];湖南大學(xué);2012年

，

本文編號(hào)：1223400