FGH96合金原始粉末顆粒邊界形成機理及演化規(guī)律研究.pdf

1、FGH96合金是我國研制的第二代粉末高溫合金，該合金具有優(yōu)異的裂紋擴展抗力、蠕變強度以及損傷容限等性能，是制造大推重比航空發(fā)動機渦輪盤等熱端部件的首選材料。使用氬氣霧化法(AA)或旋轉(zhuǎn)電極法(PREP)制備的FGH96合金粉末，經(jīng)熱等靜壓成形后組織中一般會存在原始粉末顆粒邊界(PPB)，PPB是粉末高溫合金的三大缺陷之一，對合金的組織和性能非常不利。本文圍繞FGH96合金中的PPB，開展了以下工作:
　　(l)以粉末粒度和粉末氧含

2、量為熱等靜壓成形(HIP)變量，研究了PPB的形成機理及影響因素。研究表明，PPB是由粉末表面吸附的C、O以及表面富集的Ti、Cr、Al的氧化物在HIP時與內(nèi)部遷移的Ti、Nb等元素一起形成的邊界聚集物，主要由大尺寸γ'相和少量的氧化物、碳化物或碳氧化物組成;熱等靜壓成形時，PPB沿粉末顆粒邊界析出，PPB的析出程度受粉末粒度影響較小，與粉末氧含量成正比。
　　(2)以HIP態(tài)的FGH96合金為研究對象，通過熱變形(HIF)和熱處

3、理(HT)試驗研究了PPB的演變規(guī)律。研究表明，PPB處的大尺寸γ'相以及組織內(nèi)的二、三次γ'相在熱變形和熱處理過程中逐漸融入基體，轉(zhuǎn)而析出大量小尺寸γ'相和一些碳化物、氧化物或碳氧化物。
　　(3)通過原位拉伸和原位疲勞試驗，研究了FGH96合金的損傷力學行為。研究表明，原位拉伸試驗過程中，材料處于過載狀態(tài)，斷裂特征為沿PPB發(fā)生的脆性斷裂;原位疲勞試驗過程中，疲勞裂紋的萌生、擴展由滑移、孿晶及晶界主導，疲勞斷口瞬斷區(qū)有沿PPB