Y-,2-O-,3--碳納米管-鎳基復合材料的制備及其性能研究.pdf

1、鎳基高溫復合材料是燃氣渦輪發(fā)動機用高溫復合材料中的主要金屬材料。當前使用的鎳基高溫合金大多以20CrNi合金為基礎。通過時效析出的γ’相的沉淀強化效果能使高溫合金得到更好的中溫力學性能。而氧化物顆粒彌散增強鎳基復合材料的興起，為改善鎳基高溫合金的性能指明了新的研究方向，運用粉末冶金方法制造的氧化物顆粒增強鎳基復合材是一種具有很好發(fā)展前景的高溫合金材料。 本文以20CrNi作為基體合金，用粉末冶金法制造出了Y2O3/NiCrAl復

2、合材料。先在基體合金中加入Al，研究了Al通過時效析出γ'相時的沉淀強化效果；又在NiCrAl材料中加入了Y2O3，并根據Larson-Miller參數方程對Y2O3/NiCrAl復合材料進行高溫模擬，研究了Y2O3對鎳基復合材料性能的影響。同時還對碳納米管鎳基復合材料的制備和性能進行了研究。 研究結果表明： 1、在20CrNi基體合金中加入金屬鋁，在760℃下，時效24小時析出的γ’強化相能顯著的提高材料的常溫力學性能

3、。比如，NiCr-6.0％Al材料時效后的室溫硬度比20CrNi的提高了118％，室溫抗拉強度提高了26％。 2、在室溫時，γ'-Y2O3的強化效果很好，在Y2O3的質量分數為0.8％時有最好的強化效果，復合材料0.8％Y2O3/NiCr-6.0％Al時效前的硬度值比NiCr-6.0％Al基體材料的硬度值高29％，而時效后的硬度值比NiCr-6.0％Al基體材料的硬度值提高了82％。 3、單純的γ’相增強鎳基復合材料在高

4、溫運行時，材料的性能下降比較明顯，比如，NiCr-6.0％Al合金在熱模擬參數P=31825下高溫模擬后的硬度值僅為183HV，比室溫硬度345HV下降了47％。加入Y2O3后，復合材料在高溫運行后仍能保持較好的性能，比如，0.8％Y2O3/NiCr-6.0％Al在熱模擬參數P=31825下高溫模擬后其硬度只比室溫硬度下降了25％。實驗與Larson-Miller參數方程吻合的很好，這說明用Larson-Miller參數來對這類復合材料