輕質化MA-ODS鎳基高溫合金的制備及組織性能熱穩(wěn)定性的研究.pdf

1、本文首先綜述了MA/ODS鎳基高溫合金的研究現狀、進展及應用前景。在此基礎上，采用粉末冶金的方法制備了輕質化MA/ODS鎳基高溫合金，通過對所制備試樣力學性能、微觀組織成分、斷口形貌等分析表征，研究了各項冶金工藝，包括納米Y2O3添加量、機械合金化（Mechanical Alloying，簡稱MA）工藝、模壓成型工藝、燒結工藝、熱等靜壓工藝和后期熱處理工藝等對合金力學性能、顯微組織產生的影響及其原因，并通過高溫氧化實驗探討了合金的高溫氧

2、化行為，為合金的高溫熱穩(wěn)定性能研究打下了基礎。
　　 對比了不同球磨工藝下所得粉末的特性和燒結性能。所有球磨工藝均采用直徑分別為Φ6、Φ10、Φ20的小中大瑪瑙球進行搭配，球料比20:1，球磨時間48h，主要考察球磨轉速、過程控制劑（Process Control Agents，簡稱PCA）及其添加方式對粉末特性的影響。采取球磨轉速為220rpm，先干磨43h，再加入2wt％的酒精繼續(xù)球磨5h的球磨工藝可以獲得活性高、顆粒細小且

3、分散性較好的混合粉末，而采用球磨轉速為300rpm，添加2wt％的酒精作為過程控制PCA，球磨48h的球磨工藝可以得到粒度分布均勻的層片狀粉末。
　　 利用超固相線液相燒結的方法制備出了不同Y2O3含量的ODS鎳基高溫合金，其中含1.5wt％Y2O3，在1265℃下保溫2h真空燒結得到的鎳基高溫合金試樣具有較佳的綜合性能，其相對密度為98.13％，抗拉強度為770MPa，經后續(xù)熱等靜壓（Hot Isostatic Pressin

4、g，簡稱HIP）處理后試樣抗拉強度提高到838MPa。隨著Y2O3含量的增加適當提高合金的燒結溫度可以獲得相對密度更高的試樣，含5wt％ Y2O3合金試樣獲得最優(yōu)相對密度（96.79％）的燒結溫度為1285℃，最佳燒結溫度為粉末熔點附近（+10℃~15℃）。
　　 對添加Al、Ti元素和納米Y2O3的合金，經1265℃燒結后再通過如下熱處理：固溶處理溫度1200℃，保溫4h，然后空冷至室溫，時效處理溫度900℃，保溫16h后空冷

5、至室溫，析出了沉淀強化的第二相Ni3(Al,Ti)--γ′，室溫拉伸性能得到了較大的提升。
　　 選用在不同燒結溫度下制備的相對密度最優(yōu)的合金試樣進行高溫氧化實驗，實驗溫度為1000℃，氧化時間100h。通過分析合金的氧化動力學曲線，觀察氧化膜的完整性，分析對比了氧化膜成分，氧化膜厚度、致密程度以及與基體粘結性隨Y2O3含量變化的關系，比較了基體合金與含Y2O3合金抗氧化性能的優(yōu)劣，同時運用多種理論闡述了彌散的稀土氧化物改善合金