2618耐热铝合金的组织与力学性能的研究

摘要

该文采用不同熔铸工艺制备了12炉次的各种成分的2618合金;使用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察了各种合金在不同状态下的显微组织;运用布氏硬度计、INSTRON拉伸试验仪和Gleeble-1500热模拟实验机等实验手段对这些合金的室温和高温力学性能及压缩蠕变性能进行了系统的研究.主要内容及结果如下:形变热处理可使2618合金在时效处理后得到均匀、弥散的时效相,并使无沉淀析出带(PFZ)的宽度明显变窄;经过变形量为11~16﹪的形变热处理后,可使2618合金的室温抗拉强度提高10~17﹪,但塑性明显下降;采用形变热处理可以提高2618合金的耐热性能.高铁、镍2618合金(2＃)的铸态组织中出现粗大的针片状和块状的Al<,9>FeNi相,经热挤压后该相被破碎为较粗大的尖角状颗粒;增加铁、镍含量对合金的时效特性及时效后的硬度没有影响;将2618合金在较低的变形温度下,进行较大变形量的多向快速变形可以使粗大的Al<,9>FeNi相得到较好的破碎.Al-Fe中间合金中粗大的Al<,3>Fe相和2618合金中粗大的Al<,9>FeNi相在该合金熔炼过程中具有组织遗传现象,当对高铁、镍2618合金熔体在960℃进行30min的高温过热处理后(3＃),可基本消除这种组织遗传,并使该合金的高温和室温强度同时得到明显提高.采用经过严重挤压变形的Al-5Wt﹪Ti中间合金,向2618合金中加入小于0.5Wt﹪的钛元素时(9＃),能使2618合金的铸态晶粒组织明显细化,大量弥散的Al<,3>Ti颗粒强烈阻碍合金的再结晶及晶粒长大,使合金经热轧与淬火时效后的晶粒组织明显细化;钛元素的合金化明显提高2618合金在250℃的高温瞬时强度和该合金在250℃经100小时高温热暴露后的高温瞬时强度.采用经过高能球磨的复合溶剂与亚微米AlN颗粒的均匀混合物,经过搅拌铸造后,使得超细的AlN颗粒能均匀分布于2618合金中,使该合金合金(12＃)热轧与淬火时效后的晶粒组织明显细化;超细AlN颗粒的引入明显提高2618合金在250℃的高温瞬时强度和该合金在250℃经100小时高温热暴露后的高温瞬时强度.微量钇元素减少了2618合金中时效析出相的数量,使2618合金的室温强度、塑性和250℃的高温瞬时强度降低;钇元素使时效强化相S'相在高温热暴露时的长大速度减慢,而2618合金中难溶的含钇金属间化合物也有利于合金高温强度的提高,因此钇可提高2618合金在250℃经100h高温热暴露后的高温瞬时抗拉强度.

目录

文摘

英文文摘

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第一章文献综述

1.1引言

1.2耐热铝合金及其分类

1.2.1铸造耐热铝合金

1.2.2变形耐热铝合金

1.2.3新型耐热铝合金

1.3耐热铝合金研究现状

1.3.1铸造耐热铝合金

1.3.2变形耐热铝合金

1.3.3新型耐热铝合金

1.4 2618耐热铝合金及其研究现状

1.4.1 2618铝合金概述

1.4.2 2618合金的主要相组成

1.4.3 2618合金的热处理特性

1.4.4 2618合金的研究现状

1.5本文选题的意义与研究内容

第二章实验过程及方法

2.1实验合金及试样的制备

2.1.1合金成分设计及工艺路线

2.1.2合金熔炼铸造及铸锭均匀化处理

2.1.3轧制

2.1.4热挤压

2.1.5淬火和时效处理

2.1.6形变热处理

2.2试验方法

2.2.1硬度测量

2.2.2力学性能测试

2.2.3高温变形热模拟

2.2.4高温蠕变模拟实验

2.2.5金相组织观察

2.2.6电子显微分析

第三章形变热处理对2618铝合金组织与性能的影响

3.2形变热处理的热力学分析

3.3形变热处理2618合金的力学性能

3.3.1形变热处理对2618合金室温力学性能的影响

3.3.2形变热处理对2618合金高温拉伸力学性能的影响

3.3.3高温热暴露对2618合金硬度的影响

3.4本章小结

第四章高铁镍2618合金的组织和性能及其高温变形模拟

4.1铁、镍含量对2618合金均匀化前后组织的影响

4.3铁、镍含量对2618合金力学性能的影响

4.3.1 2618合金的室温拉伸力学性能

4.3.2 2618合金的高温力学性能

4.4 2618合金的高温变形模拟

4.5本章小结

第五章熔体高温过热及锆、锰合金化对高铁镍含量2618合金组织和力学性能的影响

5.1熔体高温过热处理对高铁镍2618合金组织与力学性能的影响

5.1.1熔体高温过热处理对261 8合金组织中A19FeNi相形态的影响

5.1.2熔体高温过热处理对2618合金铸锭组织与力学性能的影响

5.2锆、锰合金化对高铁、镍2618合金组织与力学性能的影响

5.2.1 2618合金的铸态及均匀化组织

5.2.2 2618合金铸锭挤压后组织

5.2.3 2618合金时效后的显微组织

5.2.4 2618合金的室温力学性能

5.2.5 2618合金的高温力学性能

5.3本章小结

第六章超细颗粒增强2618合金的组织及性能

6.1钛元素合适加入量的确定

6.2 2618合金的铸态组织

6.3 2618合金的变形组织

6.4 2618合金的淬火时效组织

6.5 2618合金的时效特性

6.6 2618合金的力学性能

6.7本章小结

第七章锡和钇对2618合金组织与性能的影响

7.1锡对2618合金组织与性能的影响

7.1.1锡对2618合金铸态组织的影响

7.1.2合金冷轧后的组织

7.1.3锡在铸态2618合金中的分布

7.1.4锡对2618合金时效组织中S’相的影响

7.1.5锡对2618合金力学性能的影响

7.2钇对2618合金组织与性能的影响

7.2.1钇对2618合金铸态及冷轧组织的影响

7.2.2钇在2618合金中的分布及存在形式

7.2.3钇对2618合金时效组织的影响

7.2.4钇对2618合金力学性能的影响

7.3本章小结

第八章2618合金的高温压缩蠕变行为研究

8.1铁、镍对2618合金压缩蠕变行为的影响

8.2锆、锰合金化对高铁、镍2618合金的压缩蠕变行为的影响

8.3本章小结

第九章结论

9.1主要研究结果

9.2本文的创新之处

参考文献

致谢