γ’相增強鎳基復(fù)合材料的制備及力學(xué)性能研究.pdf

1、鎳基高溫合金具有優(yōu)異的高溫性能，是制造現(xiàn)代航空發(fā)動機、液體燃料火箭發(fā)動機和各種燃氣輪機的重要金屬材料，當前使用的鎳基高溫合金大多以20CrNi合金作為基礎(chǔ)。氧化物彌散增強鎳基復(fù)合材料由于具有更優(yōu)異的高溫性能而倍受關(guān)注，通過時效析出的γ'相的沉淀強化效果能使復(fù)合材料得到更好的中溫力學(xué)性能。采用氧化物顆粒和γ'相復(fù)合強化，可大大地提高鎳基復(fù)合材料的適用溫度范圍。 作者以20CrNi作為基體合金，用粉末冶金法制造出了γ'相增強鎳基復(fù)合

2、材料。在基體合金中加入A1，研究了A1作為固溶合金元素時的固溶強化效果，以及通過時效析出γ'相時的沉淀強化效果；同時在復(fù)合材料中加入了氧化釔顆粒，研究了γ'相和氧化釔顆粒對材料的復(fù)合強化效果。作者還根據(jù)Larson-Miller參數(shù)方程對材料進行了高溫模擬。 研究結(jié)果表明： 1、時效參數(shù)影響著時效析出的γ'相的數(shù)量和形狀。時效時間太短或太長，以及時效溫度過高或過低都會使γ'相的強化作用降低，研究發(fā)現(xiàn)，在760℃下時效24

3、小時，材料具有最好的強化效果。還發(fā)現(xiàn)作為固溶強化元素時，鋁的固溶強化作用沒有鉻元素好。 2、單純由γ'相增強的鎳基合金在高溫運行時，材料的性能下降顯著，比如，γ'/NiCrAl合金在熱模擬參數(shù)P=31825下高溫模擬后的硬度值僅為170HV，比室溫硬度337HV下降了50％，而γ'-Y2O3/NiCrAl復(fù)合材料高溫熱模擬后的硬度只比室溫硬度下降了31％。γ'-Y2O3/NiCrAl復(fù)合材料具有更好的耐熱性能，γ'和Y2O3共同