铸型种类及铸件壁厚对K4169合金组织和力学性能的影响

摘要

本文以K4619镍基高温合金为研究对象，采用真空感应熔炼炉浇注了不同铸型、不同壁厚的阶梯板铸件，进行1095℃+1h+空冷→955℃+1h+空冷→720℃+8h+炉冷→620℃+8h+空冷的固溶时效热处理。利用光学显微镜观察合金的金相组织，研究分析了铸型种类及铸件壁厚对K4169合金晶粒度及二次枝晶间距的影响；利用X射线衍射仪进行相组成分析，利用扫描电镜观察合金析出相的形貌、数量、分布及相成分，研究分析了铸型种类及铸件壁厚对K4169合金析出相及成分偏析的影响；利用力学性能测试手段研究分析了铸型种类及铸件壁厚对K4169合金性能的影响。
　　相同铸型条件下，随着铸件壁厚的减小，铸态合金晶粒平均尺寸和二次枝晶间距变小，枝晶间析出相减少。热处理之后，合金晶粒长大，二次枝晶间距变大，随铸件壁厚的增加，晶粒平均尺寸和二次枝晶间距增大程度逐渐增加。随着铸件壁厚的减小，合金的室温抗拉强度和屈服强度逐渐升高，最大抗拉强度为787MPa，塑性逐渐降低，但相差不大。热处理之后，随着铸件壁厚的减小，合金的室温抗拉强度和屈服强度提高而塑性降低，而高温拉伸性能较室温明显降低，薄壁件性能下降幅度较大。
　　相同铸件壁厚条件下，金属型铸件合金比砂型铸件合金枝晶间析出相少，晶粒平均尺寸及二次枝晶间距小于砂型铸件合金的晶粒平均尺寸和二次枝晶间距。热处理之后，金属型铸件晶粒长大程度和二次枝晶间距增大程度大于砂型铸件晶粒的增大程度，砂型铸件中未完全固溶的Laves相数量多，尺寸也较大，但δ相相对较少。金属型铸件抗拉强度高于砂型铸件抗拉强度，但塑性略低于砂型铸件。热处理之后，金属型铸件室温性能高于砂型铸件，而高温环境对金属型铸件的性能影响更大。

目录

铸型种类及铸件壁厚对K4169合金组织和力学性能的影响

THE EFFECT OF MOULD TYPES AND WALL THICKNESS ON THE MICROSTRUCTURE AND PROPERTIES OF K4169 ALLOY

摘 要

Abstract

第1章 绪论

1.1本课题研究背景、目的及意义

1.2镍基高温合金的发展及应用

1.3镍基高温合金研究现状

1.3.1 镍基高温合金的强化机制

1.3.2镍基高温合金中的相组成

1.3.3各种元素在镍基高温合金中的作用

1.3.4镍基高温合金熔炼与热处理

1.3.5镍基高温合金的研究进展

1.4铸造K4169镍基高温合金研究现状

1.5本课题主要研究内容

第2章 实验内容及方法

2.1 K4169合金的熔炼

2.1.1实验原材料及合金配料表

2.1.2合金熔炼工艺

2.2合金的热处理

2.3实验分析及测试方法

2.3.1试样的制备

2.3.2合金组织观察与分析

2.3.3力学性能测试及断口分析

第3章 铸型种类及铸件壁厚对K4169合金铸态组织 和力学性能的影响

3.1引言

3.2 K4169合金成分的选择

3.3铸型种类及铸件壁厚对铸态K4169合金宏观组织的影响

3.3.1 铸态K4169合金金相组织

3.3.2 铸态K4169合金宏观晶粒度和二次枝晶间距

3.4铸型种类及铸件壁厚对铸态K4169合金微观组织的影响

3.4.1 X射线衍射（XRD）分析

3.4.2 铸态K4169合金显微组织分析

3.4.3铸态条件下合金元素偏析现象分析

3.4.4铸态K4169合金室温拉伸性能测试及断口分析

3.5 本章小结

第4章 铸型种类及铸件壁厚对K4169合金热处理 组织和力学性能影响

4.1引言

4.2铸型种类及铸件壁厚对热处理态K4169合金宏观组织的影响

4.2.1 热处理态K4169合金金相组织

4.2.2 热处理态K4169合金宏观晶粒度和二次枝晶间距

4.3铸型种类及铸件壁厚对热处理态K4169合金微观组织的影响

4.3.1 X射线衍射（XRD）分析

4.3.2 热处理态K4169合金显微组织分析

4.3.3热处理条件下合金元素的偏析现象分析

4.3.4热处理条件下K4169合金室温拉伸性能测试及断口分析

4.3.5热处理条件下K4169合金高温拉伸性能测试及断口分析

4.4本章小结

结 论

参考文献

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致 谢