时效处理对马氏体时效钢00Ni18Co8Mo5TiAl弹性滞后误差的影响研究

摘要

马氏体时效钢00Ni18Co8Mo5TiAl是高合金超高强度钢，时效处理前具有良好的成形性，时效处理几乎不变形，时效处理后具有高强韧性，广泛地用于弹、箭、宇航、压力容器、精密模具等，更是飞机上目前普遍采用测量气动载荷的应变天平材料。弹性模量和弹性滞后是影响应变天平测量精度和稳定的两个主要因素，而正确、合理的时效处理可改善材料的弹性模量和弹性滞后。为研究时效处理对弹性滞后误差的影响，本文开展了如下研究，并取得相应的结论：
　　通过时效处理工艺研究，确定了马氏体时效钢00Ni18Co8Mo5TiAl时效处理工艺。460℃、480℃和500℃时效下，时效温度越高，时效后硬度上升的越快，达到峰值所需时间越短，峰值硬度越低。峰时效下有Fe2Mo和Ni3Ti析出。Fe2Mo呈球状，数量少，大小不一、分布无规则。Ni3Ti呈条状，数量少，取向无规则。基体马氏体组织有一定的细化，晶格发生畸变。480℃时效时，强度较高、塑性较好，弹性模量较小且稳定。由此确定480℃保温8 h为峰时效状态。
　　采用纵波衰减系数、峰值频率和峰值幅度三个参数表征了不同时效状态下材料的显微组织。用超声波法测定了杨氏模量并与拉伸法测量作了对比分析。460℃、480℃、500℃下，峰时效前后，由于时效时00Ni18Co8Mo5TiAl晶内（包括晶界）大量的 Fe2Mo析出相增强了超声波散射,导致纵波衰减系数不断增大。析出相尺寸越小、数量越多，干涉越严重，幅度谱中峰值频率和峰值幅度随时效时间增加会明显上升。声学法测得00Ni18Co8Mo5TiAl不同时效状态下的杨氏模量与拉伸法测得的接近，表明声学法可用来评定材料的杨氏模量。
　　研究了不同时效处理下弹性滞后误差与组织结构的关系。理论和试验证明弹性滞后误差随载荷变化呈抛物线关系。由多次循环加载-卸载与第五次循环加载-卸载的滞后误差，可确定480℃保温8 h弹性滞后误差最小，且相对较稳定。滞后的形成主要是由于材料低于屈服强度加载时，其组织内部发生位错滑移，引起微区塑性形变造成的。析出相的存在会阻碍位错滑移，影响应力-应变传递，从而减小滞后。

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第一章 绪论

1.1课题研究的目的及意义

1.2马氏体时效钢概述

1.3时效处理对马氏体时效钢弹性滞后误差影响的研究现状

1.4 马氏体时效钢微观组织的超声无损表征

1.5 课题研究的主要内容

第二章 材料及试验方法

2.1 试验材料

2.2 试验方案

2.3 主要测试手段与分析方法

2.4 本章小结

第三章 马氏体时效钢00Ni18Co8Mo5TiAl的时效处理工艺研究

3.1 引言

3.2 时效工艺对马氏体时效钢00Ni18Co8Mo5TiAl硬度的影响

3.3时效工艺对马氏体时效钢00Ni18Co8Mo5TiAl组织的影响

3.4 时效工艺对马氏体时效钢 00Ni18Co8Mo5TiAl 力学性能的影响

3.5 本章小结

第四章 马氏体时效钢00Ni18Co8Mo5TiAl时效组织弹性性能的超声无损表征

4.1 引言

4.2 超声脉冲反射法

4.3 时效处理对超声波在00Ni18Co8Mo5TiAl中传播速度的影响

4.4 时效处理对超声波在00Ni18Co8Mo5TiAl中衰减的影响

4.5时效处理对00Ni18Co8Mo5TiAl超声波信号频谱特征的影响

4.6 超声表征时效处理对00Ni18Co8Mo5TiAl弹性模量的影响

4.7本章小结

第五章 马氏体时效钢00Ni18Co8Mo5TiAl不同时效处理下弹性滞后误差与组织结构关系的研究

5.1引言

5.2 材料的滞弹性

5.3时效处理对马氏体时效钢00Ni18Co8Mo5TiAl滞后误差的影响

5.4 微观组织对马氏体时效钢 00Ni18Co8Mo5TiAl 滞后误差的影响

5.5本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

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