一、先进航空发动机涡轮盘合金及涡轮盘制造（论文文献综述）
李毅[1]（2021）在《电子束精炼制备FGH4096母合金的脱氮行为研究》文中提出航空发动机的发展水平决定着飞机的使用性能,目前已经成为衡量一个国家科技水平和综合国力的重要指标之一。涡轮盘作为航空发动机的核心热端部件,工作条件极为恶劣,失效形式十分复杂,直接决定着航空发动机能否安全服役。因此要求涡轮盘材料在其使用温度范围内要有尽可能高的疲劳、持久性能以及良好的抗蠕变能力。以FGH4096合金为代表的粉末高温合金,解决了涡轮盘高合金化造成的凝固偏析和变形困难的问题,显着提高了涡轮盘的力学性能和热工艺性能,因此成为当前先进航空发动机涡轮盘的首选材料。然而,粉末高温合金中的夹杂物缺陷遗传问题已经成为制约其性能提升的一项重大挑战。为提高粉末高温合金原材料的纯净度,国内外开展了大量研究。当前,真空感应熔炼技术、电渣重熔技术以及真空自耗熔炼技术是制备高纯净粉末高温合金母材的主要工艺。然而,受到温度、真空度以及反应平衡的限制,传统熔炼工艺对于粉末高温合金母合金中的微量杂质元素及其夹杂物的去除已趋极限。本研究针对传统熔炼方法杂质深度去除的瓶颈问题,创新性地提出采用电子束精炼技术制备高纯净FGH4096母合金的新工艺,研究了真空度、精炼功率和精炼时间等电子束精炼参数对FGH4096母合金脱氮行为的影响。同时针对电子束精炼过程中微量杂质元素及其夹杂物去除机制,运用冶金热力学及动力学的理论,解析了电子束精炼FGH4096母合金过程中的脱氮热力学及动力学机理。研究结果表明,电子束精炼之后,FGH4096母合金中的氮含量可以从原料中的17ppmw降低到1 ppmw以下,增加电子束精炼功率或延长精炼时间都将促进氮的去除。氮在FGH4096合金熔体中的固溶度随着真空度的增加而逐渐降低,随着熔池温度的增加而逐渐增加,但其受真空度的影响更为显着。熔体近表面区的夹杂物可通过熔解的方式去除,上浮至熔体液面以上的夹杂颗粒在电子束轰击作用下以高温分解方式去除。提升精炼温度有助于促进氮的扩散和蒸发脱除,但到达一定值以后,促进效应减弱。精炼功率为9 k W、12 k W和15 k W时,氮的蒸发脱除分别倾向于二级反应、一级反应和1.5级反应。在9 k W时,脱氮速率常数随着时间的延长而逐渐降低,然而在12 k W和15k W时,脱氮速率常数在电子束精炼初期逐渐降低,在精炼后期却有所上升,这应该与表面活性元素氧和硫的含量有关,当其含量增多时将有利于提升脱氮速率。
张峰[2]（2021）在《熔体过热对FGH4096合金偏析和纯净化行为的影响研究》文中指出FGH4096粉末高温合金是我国上世纪八十年代开始研发的用于制作高性能航空发动机高温部件的关键材料。由于其在700℃下具有较低的裂纹扩展速率、较好的综合力学性能以及良好的抗疲劳、长寿命以及抗腐蚀性能,已被应用于国内外先进航空发动机涡轮盘的制造中。我国的FGH4096合金与国外同类粉末高温合金（René88DT）相比尚存在不小的差距,具体表现为承温能力低、使用寿命短、使役稳定性差,这与合金中的O、N杂质及其形成的夹杂物有密切关联。因此,如何控制合金中的O、N含量及形成的夹杂物尺寸、进一步提高合金的纯净度至关重要。目前,我国FGH4096母合金多采用真空感应熔炼制备。随着合金制备技术的进步,高温合金中O、N的含量的控制要求与指标越来越严格。如航材院明确要求FGH4096合金中O含量不大于50ppmw,N含量不大于30ppmw。尽管如此,我国粉末高温合金中杂质及夹杂物冶炼控制技术仍未完全突破,制约着航空发动机性能的进一步提升。近年来,熔体过热处理逐渐成为一种提高合金纯净度、改善凝固组织的重要手段。通过将合金熔体在高于其熔点一定温度下保温一定的时间进而快速冷却,可以使合金在过热温度较高时获得的有利于合金性能的组织很好地保留下来。基于该思路,如果能对FGH4096合金进行熔体过热处理,通过在较高温度下充分发生精炼反应,使得其中的杂质及夹杂物有效脱除,并通过快速冷却将其良好的组织状态保留到室温,则可以获得冶金质量优良的FGH4096合金铸锭。因此,本研究以FGH4096合金为研究对象,通过对合金开展不同过热温度（85℃、133℃、193℃）及过热时间（10min、20min、30min）下的熔体过热实验,揭示了过热参数对合金成成分、元素蒸发速率以及纯净化行为及组织的影响规律及作用机理。研究表明,随着过热温度的提高,熔炼后铸锭的质量损失率逐渐增加。熔体过热处理可以使熔体微结构发生改变,其影响合金的偏析行为、析出相以及MC碳化物等,此外,熔体过热处理对合金的纯净化有一定的作用。当合金的过热温度增加时,合金成分的损失率逐渐增加,这主要由Cr元素的蒸发损失导致。当过热度为85℃和133℃时,合金中O、N杂质元素含量较低,随着过热度的增加,O、N杂质元素含量有反弹现象,并分析了影响O、N含量的热力学机制。此外,熔体的过热会降低合金成分偏析,细化枝晶,这与较高过热度下原子基团溶解、形核核心减少导致的较大过冷度下均匀形核有关。
江河,董建新,张麦仓,姚志浩[3]（2021）在《800℃以上服役涡轮盘用难变形镍基高温合金研究进展》文中研究指明大推重比航空发动机涡轮盘需在更高温度下服役,为满足更高温度服役航空发动机涡轮盘材料的需求,在新合金的发展过程中合金化程度和γ′相含量逐渐提高。其中GH4151、GH4175和GH4975合金是800℃以上服役变形高温合金的典型代表。对难变形高温合金国内外的发展趋势、3种典型合金的特征和发展过程进行了概述,并对难变形高温合金制备过程中开坯工艺和超塑性等问题进行了探讨。为充分发挥800℃以上服役高相含量难变形高温合金的优势和作用,需对合金成分设计特点、组织特性、热变形和超塑性变形过程中相的作用机制等方面开展相应的理论研究工作。
张勇,李鑫旭,韦康,万志鹏,贾崇林,王涛,李钊,孙宇,梁红艳[4]（2020）在《850℃涡轮盘用新型变形高温合金GH4975挤压棒材热变形规律研究》文中提出采用真空感应熔炼+真空自耗重熔工艺制备铸锭,通过挤压开坯方法制备出了GH4975合金细晶棒材。利用Gleeble 1500热模拟试验机研究了GH4975合金在变形温度为1070～1220℃、应变速率为0.001～1 s-1条件下的热变形行为。结果表明,GH4975合金的应力-应变曲线具有典型的动态再结晶特征,存在应变硬化、流变软化和稳态流变3个阶段。基于GH4975合金挤压棒材的应力-应变曲线,建立了热变形参数本构方程,其热变形激活能（Q）为664587 J/mol;根据动态材料模型,构建了合金挤压棒材的热加工图,结合微观组织分析,确定了合金合适的热加工工艺范围。GH4975合金在1100～1130℃温度条件下易发生动态再结晶,其再结晶机制为应变诱导晶界形核。
樊璐璐,刘晓飞,翟月雯,吴进军,金泉林[5]（2020）在《盘件无模碾压技术进展及产业化分析》文中研究说明无模碾压技术在发动机用双性能涡轮盘成形方面具有特色优势,并广泛应用于高温合金、钛合金、轻合金和钢类等大型复杂盘件的加工成形。通过详细剖析无模碾压技术及设备研究现状,分析并探讨了现有设备样机存在的问题及实现无模碾压技术产业化应用的主要途径。研究结果表明,目前仅有俄罗斯和美国GE掌握无模碾压成形工艺和装备,国内仍处于基础研究阶段;现有样机设备刚度和强度不足,在框架结构、加热系统、成形工艺及模拟仿真方面还存在一些问题,尚不能满足高温合金涡轮盘样件的成形需求,亟需开发新一代无模碾压成形设备;基于前期在电阻炉加热系统、碾压头设计、工艺计算软件和工艺数控执行系统的研究成果,依托现有成熟的卧式数控辗环机并在其基础上改造升级,是无模碾压技术快速实现产业化的最佳途径。
田甜[6]（2020）在《喷射成形制备新型第三代粉末高温合金的组织和性能》文中研究指明喷射成形技术是一种近净成形的快速凝固技术,相比传统铸造&锻造和粉末冶金工艺具有其独特的优势。本文采用喷射成形（Spray Forming,SF）+热等静压（Hot-isostatic pressing,HIP）+等温锻造（Isothermal Forging,IF）+热处理（Heat Treatment,HT）工艺制备了涡轮盘用新型第三代粉末高温合金 FGH100L。研究了在 SF、SF+HIP+HT 和 SF+HIP+IF+HT 三种工艺下,FGH100L 合金的组织与性能特征,下文简称为SF沉积态、HIP和IF FGH100L合金。结果表明:这三种工艺态FGH100L合金的晶粒尺寸依次是先增大后减小,晶粒的形貌发生了近球形-多边形-近球形的转变;三种工艺态FGH100L合金的室/高温强度逐渐增大,塑性稍有下降,其中SF沉积态塑性最好。IF FGH100L合金的室/高温拉伸屈服强度、断裂强度和延伸率比LSHR合金分别高165MPa/2.3MPa、82MPa/63.1MPa和6.5%/8.5%;FGH100L合金的低周疲劳寿命是LSHR合金的4.4倍。研究了固溶热处理温度对不同工艺下FGH100L合金的组织和性能的影响。结果表明:经不同固溶温度+双级时效热处理后,随固溶温度的升高（1110-1170℃）,HIP 和 IF FGH100L 合金的晶粒尺寸逐渐增大,HIP FGH100L合金在1130℃亚固溶处理时,合金内获得3种尺寸数量平衡匹配较为合理的γ’析出相:一次γ’相呈链状分布于晶界,尺寸范围在0.73-3.55μm,呈不规则形状;大部分二次γ’相正在分裂呈立方形分布在晶内,尺寸范围在0.27-0.92μm;大量球形三次γ’相分布在一次γ’相、二次γ’相和基体的相边界区域,尺寸范围在≤0.17μm;在1170℃过固溶处理时,合金内只存在一种单模分布的三次γ’相。在固溶温度为1130℃时,IF FGH100L合金的室/高温拉伸强度和塑性均最好。研究了长时时效对亚/过固溶（Sub-solvus/Super-solvus）热处理态HIP和IF FGH100L合金组织与性能的稳定性影响。结果表明:在760℃随着时效时间的延长（500-2000h）,HIP和IF FGH100L合金的晶粒尺寸均变化不大。当时效2000h时,Sub-solvus IF合金的室/高温拉伸屈服强度和断裂强度较长时时效前降低了 229MPa、228MPa和198MPa、230 MPa,延伸率分别降低12.9%和4.35%;当时效1000h时,Sub-solvus IF合金的高温拉伸强度和塑性均较Super-solvus IF合金高,且亚/过固溶态IF FGH100L合金内γ’相之间均存在大量的位错,同时大量位错在γ’相之间塞积。层错切割γ’相,并通过宽度的增加形成连续层错是Sub-solvus IF合金的另一变形机制。Super-solvus IF合金内部并未出现大量层错切割γ’相的现象,只有少量的超位错切入γ’相内部。研究了不同工艺下FGH100L合金的蠕变性能和温度与应力作用对合金蠕变行为的影响。结果表明:在705℃和897MPa条件下,HIP和IF FGH100L合金的蠕变断裂时间和应变分别为56.96h/81.54h和16%/21.9%。HIP和IF FGH100L合金的蠕变变形机制主要是位错、层错以切割方式通过γ’相,促使全位错更容易分解,合金中出现贯穿γ基体和γ’相的连续的较宽层错。在蠕变后期,随着位错数量的进一步增加,导致位错在锯齿晶界和碳化物附近大量塞积,阻碍位错运动。在897MPa、650-750℃下,随着温度的增高,IF FGH100L合金取向差值逐渐降低,说明合金在不同温度下所能承受的应变集中不同,温度越高合金承受应变相对较低,且蠕变寿命就越低。在750℃、450-897MPa下,随着应力的增高,IF FGH100L合金取向差值逐渐降低,应力越高蠕变寿命越低,但合金内应变主要分布于晶界附近,此温度下合金晶界是薄弱位置。
郝志博[7]（2020）在《选区激光熔化镍基粉末高温合金组织与性能》文中提出选区激光熔化技术具有较高的复杂形状零件近净成形能力,应用该技术制备高温合金零部件,能够实现结构简化和减重,提高航空发动机的推重比。目前选区激光熔化制备镍基高温合金的研究尚属早期阶段,相关的实验数据较为缺乏。基于此,本文以FGH4096镍基粉末高温合金为研究对象,开展研究工作。论文主要内容和结论如下:文中研究了激光功率、扫描速度和重熔率对选区激光熔化FGH4096合金的影响,进而获得较优制备工艺参数,即激光功率95W,扫描速度1200mm/s,重熔率30%。并通过计算获得较优输入线能量为2.64 J/mm2,较优输入单位体积能量为105.56 J/mm3。在此基础上,对沉积态合金组织与性能进行了表征,沉积态合金以奥氏体基体γ相为主,少量且尺寸低于100nm的γ’相和碳化物分布于合金内部,因而合金具有较高的延伸率,在成形方向上高达25.9%,但合金强度相对较低,近1204.13MPa。合金内以柱状晶为主,晶内规则排列着精细的树枝结构和等轴结构,平均宽度约为0.5μm。树枝结构和等轴结构边界处存在大量位错,因而沉积态合金内存在较大应变。通过合金热处理的研究发现,在成形方向上直接时效态合金具有较高的室温拉伸强度,断裂强度高达1595.56MPa,屈服强度高达1459.46MPa。直接时效态合金仍保持了沉积态晶粒形貌,当固溶温度在1010℃-1090℃,合金保持柱状晶组织,合金内二次γ’相沿树枝结构生长方向排列析出,当固溶温度为1110℃时,达到合金的回复和再结晶温度,树枝结构和等轴结构消失,合金晶粒趋于等轴化,在1100℃以上时,合金接近或处于过饱和状态,在后续时效过程中合金强化元素以三次γ’相形式均匀析出,固溶温度越高,晶粒取向越趋于随机状态。为使合金晶粒趋于等轴化,降低合金织构,同时形成多尺寸分布γ’相形态,采用双重固溶+时效处理的方式,优化合金组织结构,增加晶界强度,此过程中观察到大尺寸γ’相吸收小尺寸γ’相方式和相近尺寸γ’相融合方式促进γ’相长大的机制。为进一步提高合金的性能,研究了三种不同温度热等静压对组织结构的影响,进而研究了不同热处理制度对1130℃热等静压合金组织的影响,以此为基础,进一步研究了不同温度热等静压合金经热处理后的组织与性能。通过对比研究发现1130℃热等静压合金经1130℃固溶+时效处理后室温、高温性能相对较高,其断裂强度分别为1523.11MPa和1420.36MPa,屈服强度分别为1053.12MPa和1098.24MPa,断裂延伸率为17.34%和16.92%。合金经过热等静压和热处理后晶粒尺寸在成形方向减小,趋于等轴晶,且呈不规则形状,树枝结构和等轴结构基本消失。对1130℃热等静压,后经1130℃固溶+时效处理的合金进行蠕变性能研究,在650℃/690MPa下,合金蠕变寿命达900h,断裂延伸率22%,同时在该条件下研究了不同阶段的蠕变行为,发现蠕变变形机制为初期以位错增殖后发展为位错切割γ’相,进而后期大量堆垛层错切割γ’相。通过研究不同温度对蠕变性能的影响,计算出合金蠕变激活能为330.90kJ/mol,发现合金失效机制为沿晶裂纹的萌生和扩展。
张国庆,刘娜,李周[8]（2020）在《高性能金属材料雾化与成形技术研究进展》文中研究表明本文综述北京航空材料研究院在高温合金气体雾化粉末、喷射成形高温合金、粉末冶金TiAl合金以及喷射成形高速钢等高性能金属材料雾化与成形技术研究领域的主要研究成果。北京航空材料研究院开发了高温合金粉末氩气雾化和负压雾化制备技术和装置,突破粉末氧含量、粒度和非金属夹杂物控制等技术瓶颈,制备出多种高纯、细颗粒、球状高品质的高温合金粉末,已用于先进航空发动机涡轮盘等核心热端部件的研制和生产;发展难变形合金喷射成形技术,解决雾化沉积、致密度控制、形状控制、热加工等关键技术难题,研制的高温合金和高速钢沉积坯致密度达到99.0%以上,开发出低成本高性能喷射成形高温合金和高速钢材料;通过氩气雾化TiAl合金粉末制备及热成形技术研究,获得了高纯低氧球形气雾化粉末和高性能粉末冶金板材。
黄海亮[9]（2020）在《先进PM高温合金FGH98制备和性能表征相关基础问题的研究》文中研究表明镍基高温合金具有优良的高温力学性能、组织稳定性和抗腐蚀性能,是先进航空发动机涡轮盘等关键部件的首选材料。FGH98合金是我国正在研制的先进航空发动机涡轮盘用第三代镍基粉末高温合金,其航空发动机涡轮盘制备工艺路线为:氩气雾化制粉+热等静压+热挤压+等温锻造+双性能热处理,其中与热变形和热处理等制备工艺、微观组织、性能表征、化学成分优化设计等密切相关的若干问题,亟待进一步的深入研究。本论文有针对性地重点研究了热挤压态FGH98合金的热变形行为及其对后续热处理态组织演变的影响特点与规律、加热-保温-冷却过程中γ’相溶解与析出行为及规律、拉伸和蠕变性能表征及拉伸变形机制与蠕变变形机制,以及FGH98合金化学成分评估与可能的优化方向等内容。本文首先采用热模拟技术研究了热挤压态FGH98合金的热变形行为及其对后续热处理态组织的影响,采用的变形温度、应变速率和真应变分别为1060～1165℃、0.005～10 s-1 和 0.7。发现 1060～1130℃,应变速率 0.005～0.02 s-1是其最佳等温锻造热变形工艺窗口,此范围内变形,合金可发生超塑性变形或完成完全动态再结晶,并获得均匀细小的等轴晶粒组织（1.8～4.3 μm）,后续在1140℃亚固溶处理20 min后进而获得尺寸为4.1～6.2 μm的细小均匀的等轴晶组织,在1180℃过固溶处理20 min后则获得尺寸为20.3～28.4 μm的均匀等轴晶组织。而在高温低应变速率下,合金会发生应变硬化,形成不规则、不均匀的晶粒组织并在后续热处理中遗传下来。在过固溶处理过程中,未完成完全动态再结晶的变形试样中已完成动态再结晶的晶粒直接长大,而未完成动态再结晶的晶粒发生静态再结晶,形成细小晶粒,从而造成晶粒尺寸不均匀。采用中断加热和中断冷却实验研究了等温锻造态FGH98合金加热（10℃/min）和冷却（40℃/min）过程中γ’相溶解和析出相行为,并采用快速加热（200℃/s）的方式将试样加热至1109、1140和1172℃保温不同时间,研究保温过程中γ’相的溶解行为。发现γ’相溶解行为受γ’相成分、尺寸、γ/γ’界面共格应力以及基体位错含量影响。利用JMAK方程建立了保温过程中γ’相的溶解动力学方程。拟合得到了二次γ’相平均尺寸和面积分数在40 ℃/min冷却速率下随温度变化的关系式。采用三维原子探针分析了冷却析出的二次和三次γ’相与周围基体的成分分布,发现在二次γ’相周围存在Al、Ti等γ’相形成元素的贫化区,而三次γ’相周围没有,实验验证了连续冷却过程中γ’相析出行为受合金元素过饱和度和γ/γ’相之间元素再分配的共同控制。采用扫描电镜和透射电镜研究了过固溶处理FGH98合金室温和高温（650/750/815℃）拉伸变形行为和变形机制,发现随着变形温度的升高,合金层错能降低,主要拉伸变形机制从a/3<112>不全位错剪切形成层错机制向形变孪生机制转变。提出了 a/3<112>不全位错剪切γ’相形成层错与微孪晶共存的高温拉伸变形机制。解释了层错剪切的强化机理,和形变孪生的强韧化机理。另外研究发现γ’相尺寸增大促进了合金750℃拉伸变形机制由层错向形变孪生转变,提高合金塑性。研究了过固溶和亚固溶处理后合金的蠕变性能和蠕变机制,发现750℃/570 MPa下粗晶组织抗蠕变性能优于细晶组织,在低温高应力（650℃/870MPa）作用下,Orowan绕过和层错是主要蠕变机制;在中温中应力（750℃/570MPa）作用下,层错和形变孪生是主要蠕变机制;在高温低应力（815℃/400MPa）作用下,位错攀滑移是主要蠕变机制,蠕变机制主要受变形温度控制。最后,利用Thermo-Calc热力学软件和TTNi8数据库,以及经验公式,分析了单个合金元素以及特定合金元素组合对FGH98合金的相组成和性能的影响。在评估FGH98现有合金成分合理性基础上,提出了可考虑在Mo和W总含量不变的情况下,适当地增加W含量,降低Mo含量,以进一步提高合金的组织稳定性和合金的固溶强化。
张国庆,张义文,郑亮,彭子超[10]（2019）在《航空发动机用粉末高温合金及制备技术研究进展》文中研究说明本文概述了我国粉末高温合金及制备技术的研究进展。在粉末制备方面,重点介绍了Ar气雾化制粉技术关键因素,包括设备、雾化过程、粒度控制、O含量控制、粉末形貌控制和夹杂控制等。针对涡轮盘件制备技术,总结了双性能涡轮盘、双合金整体叶盘技术和等温锻造模具用材料的研究进展。此外,还介绍了在粉末高温合金高通量实验和表征以及蠕变行为等方面的研究进展。结合当前航空发动机、3D打印等高端工程用材料重大需求,对我国粉末高温合金制备技术和发展方向进行了展望。
二、先进航空发动机涡轮盘合金及涡轮盘制造（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、先进航空发动机涡轮盘合金及涡轮盘制造（论文提纲范文）
（1）电子束精炼制备FGH4096母合金的脱氮行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 粉末高温合金的应用与发展 |
| 1.1.1 航空发动机涡轮盘 |
| 1.1.2 粉末高温合金在涡轮盘中的应用与发展 |
| 1.2 粉末高温合金中的微量杂质及危害 |
| 1.2.1 粉末高温合金中的微量杂质元素及其夹杂物 |
| 1.2.2 氮杂质及其夹杂物对粉末高温合金性能的影响 |
| 1.3 粉末高温合金母合金的制备工艺现状 |
| 1.3.1 粉末高温合金母合金的冶炼工艺 |
| 1.3.2 国内外粉末高温合金母合金的冶炼工艺对比 |
| 1.4 电子束精炼技术及其应用 |
| 1.4.1 电子束精炼技术的特点 |
| 1.4.2 电子束精炼技术的应用 |
| 1.5 本论文的研究目标及内容 |
| 2 实验设备与实验方法 |
| 2.1 实验设备 |
| 2.1.1 电子束精炼设备 |
| 2.1.2 其他设备 |
| 2.2 实验材料 |
| 2.3 实验过程 |
| 2.4 实验检测与表征方法 |
| 2.4.1 合金成分分析 |
| 2.4.2 杂质含量检测 |
| 2.4.3 组织形貌观察 |
| 3 电子束精炼参数对提纯FGH4096母合金的影响 |
| 3.1 电子束精炼制备FGH4096母合金铸锭的组织形貌 |
| 3.2 电子束精炼制备FGH4096母合金铸锭中的氮含量 |
| 3.3 电子束精炼制备FGH4096母合金铸锭中氧和硫的含量 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 电子束精炼制备FGH4096母合金的脱氮热力学 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 不同电子束精炼功率下的熔池温度分布 |
| 4.3 氮在FGH4096 母合金熔体中的固溶度 |
| 4.4 氮化物的熔解及分解机制 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 电子束精炼制备FGH4096母合金的脱氮动力学 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 脱氮反应速率与精炼功率的关系 |
| 5.3 脱氮反应速率与精炼时间的关系 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文及申请专利情况 |
| 致谢 |
（2）熔体过热对FGH4096合金偏析和纯净化行为的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 高温合金概述 |
| 1.1.1 高温合金及其类别 |
| 1.1.2 镍基高温合金中合金元素的作用 |
| 1.1.3 镍基高温合金的相组成及其对合金性能的影响 |
| 1.2 粉末高温合金 |
| 1.2.1 镍基粉末高温合金的发展 |
| 1.2.2 镍基粉末高温合金的成形工艺及组织优化 |
| 1.2.3 FGH4096 粉末高温合金及其制备 |
| 1.3 熔体过热处理技术及其应用 |
| 1.3.1 熔体过热处理技术(HTTM) |
| 1.3.2 熔体过热处理技术对合金组织和结构的影响 |
| 1.3.3 熔体过热处理技术在高温合金中的应用 |
| 1.4 本论文的研究目的和主要内容 |
| 1.4.1 研究目的 |
| 1.4.2 主要内容 |
| 2 实验路线及方案 |
| 2.1 实验路线 |
| 2.2 实验材料 |
| 2.3 实验设备 |
| 2.3.1 MTQZ-15-60 真空感应熔炼炉 |
| 2.3.2 实验过程中其余设备及材料 |
| 2.4 实验参数设计 |
| 2.4.1 真空感应过热FGH4096 高温合金 |
| 2.5 实验过程 |
| 2.5.1 真空感应熔体过热 |
| 2.6 FGH4096 高温合金过热处理的显微组织与纯净度分析 |
| 2.6.1 合金成分检测 |
| 2.6.2 金相观察 |
| 2.6.3 氧氮元素杂质含量检测 |
| 2.6.4 合金的元素偏析系数检测 |
| 3 FGH4096 合金熔体过热过程中合金元素的蒸发行为研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 合金元素的蒸发规律 |
| 3.3 合金元素的蒸发热力学 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 熔体过热对FGH4096 合金显微组织的影响 |
| 4.1 熔体过热对碳化物的影响 |
| 4.2 熔体过热对合金中枝晶的影响 |
| 4.2.1 枝晶生长方向 |
| 4.2.2 二次枝晶间距 |
| 4.3 熔体过热对元素偏析的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 熔体过热对FGH4096 合金纯净度的影响 |
| 5.1 熔体过热对合金氧元素含量的影响 |
| 5.2 熔体过热对合金氮元素含量的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（3）800℃以上服役涡轮盘用难变形镍基高温合金研究进展（论文提纲范文）
| 难变形高温合金的发展 |
| 1国内外发展趋势 |
| 2难变形高温合金的发展难点 |
| 3典型难变形高温合金 |
| 4高合金化难变形高温合金成分设计特点 |
| 3种典型难变形高温合金 |
| 1 GH4151合金 |
| 2 GH4175合金 |
| 3 GH4975合金 |
| 难变形高温合金开坯工艺特征 |
| 难变形高温合金的超塑性变形 |
| 结论 |
（4）850℃涡轮盘用新型变形高温合金GH4975挤压棒材热变形规律研究（论文提纲范文）
| 1 实验方法 |
| 2 结果与讨论 |
| 2.1 挤压态棒材组织 |
| 2.2 不同温度下的应力-应变分析 |
| 2.3 热变形本构模型 |
| 2.4 热加工图及对应微观组织分析 |
| 2.5 热变形过程中组织演变 |
| 3 结论 |
（5）盘件无模碾压技术进展及产业化分析（论文提纲范文）
| 0前言 |
| 1 无模碾压设备的框架结构设计 |
| 1.1 目前设备的框架结构 |
| 1.2 设备其他结构的设计探索 |
| 1.3 基于辗环机结构的卧式碾压设备设计模型 |
| 2 设备的加热系统设计 |
| 2.1 感应加热系统 |
| 2.2 电阻炉加热系统 |
| 2.3 隔热、冷却及防氧化设施设计 |
| 3 碾压头的设计及选材 |
| 4 碾压工艺的数值模拟及数控实现 |
| 4.1 碾压工艺的工步计算 |
| 4.2 工艺数值模拟的技术难点 |
| 4.3 工艺数控实现的关键要点 |
| 5 我国盘件无模碾压技术产业化分析 |
| 5.1 涡轮盘制造设备及工艺状况 |
| 5.2 碾压工艺实现双性能涡轮盘的可行性 |
| 5.3 无模碾压设备的产业化可能性分析 |
| 6 结论 |
（6）喷射成形制备新型第三代粉末高温合金的组织和性能（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 粉末高温合金的研究进展 |
| 2.1.1 国外粉末高温合金的发展概况 |
| 2.1.2 国内粉末高温合金的发展概况 |
| 2.1.3 粉末高温合金的生产工艺 |
| 2.1.4 粉末高温合金的缺陷问题 |
| 2.2 喷射成形技术 |
| 2.2.1 喷射成形技术原理及特点 |
| 2.2.2 喷射成形技术的应用 |
| 2.2.3 喷射成形制备高温合金的研究进展 |
| 2.3 粉末高温合金热工艺的应用研究 |
| 2.3.1 热等静压工艺的应用研究 |
| 2.3.2 等温锻造工艺的应用研究 |
| 2.3.3 热处理工艺的应用研究 |
| 2.4 材料的蠕变行为和变形机理研究 |
| 2.5 主要研究内容和方案 |
| 3 实验原料及分析方法 |
| 3.1 实验原料及制备方法 |
| 3.2 分析方法及检测设备 |
| 3.2.1 元素成分分析与密度测量 |
| 3.2.2 物相及显微组织结构分析 |
| 3.2.3 力学性能测试分析 |
| 4 不同工艺态FGH100L合金的显微组织与力学性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验原料及方法 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.3.1 FGH100L合金析出相的热力学计算 |
| 4.3.2 不同工艺态FGH100L合金的显微组织 |
| 4.3.3 不同工艺态FGH100L合金的力学性能 |
| 4.3.4 综合讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 固溶温度对不同工艺态FGH100L合金的显微组织与力学性能影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验原料及方法 |
| 5.3 结果与分析 |
| 5.3.1 固溶热处理温度对HIP FGH100L合金的显微组织影响 |
| 5.3.2 固溶热处理温度对IF FGH100L合金的显微组织影响 |
| 5.3.3 不同固溶热处理温度对FGH100L合金的力学性能影响 |
| 5.3.4 综合讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 长时时效对不同工艺态FGH100L合金组织与性能的稳定性影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验原料及方法 |
| 6.3 结果与分析 |
| 6.3.1 长时时效对HIP FGH100L合金的显微组织影响 |
| 6.3.2 长时时效对IF FGH100L合金的显微组织影响 |
| 6.3.3 长时时效对IF FGH100L合金的力学性能影响 |
| 6.3.4 综合讨论 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 不同工艺对FGH100L合金的蠕变行为影响 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验原料及方法 |
| 7.3 结果与分析 |
| 7.3.1 不同工艺对FGH100L合金蠕变持久性能的影响 |
| 7.3.2 不同工艺态FGH100L合金的蠕变持久组织特征 |
| 7.3.3 不同工艺态FGH100L合金的蠕变持久断裂特征 |
| 7.3.4 不同工艺态FGH100L合金的位错组织和变形机制 |
| 7.3.5 综合讨论 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 SF+HIP+IF+HT工艺制备FGH100L合金的蠕变行为 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 实验原料及方法 |
| 8.3 结果与分析 |
| 8.3.1 应力和温度因素对FGH100L合金蠕变性能的影响 |
| 8.3.2 FGH100L合金的蠕变持久损伤与寿命预测 |
| 8.3.3 FGH100L合金在应力和温度作用下的蠕变断裂特征 |
| 8.3.4 温度和应力作用下FGH100L合金的蠕变变形机制 |
| 8.3.5 综合讨论 |
| 8.4 本章小结 |
| 9 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（7）选区激光熔化镍基粉末高温合金组织与性能（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 粉末高温合金的研究进展 |
| 2.1.1 国外粉末高温合金的发展概况 |
| 2.1.2 国内粉末高温合金的发展概况 |
| 2.1.3 粉末高温合金的生产工艺 |
| 2.1.4 粉末冶金的缺陷问题 |
| 2.2 FGH4096合金的简介 |
| 2.3 金属3D打印技术 |
| 2.3.1 金属3D打印特点 |
| 2.3.2 金属激光3D打印技术 |
| 2.3.3 SLM技术的应用 |
| 2.4 SLM成形镍基高温合金的研究进展 |
| 2.4.1 国外SLM成形高温合金研究 |
| 2.4.2 国内SLM成形高温合金研究 |
| 2.5 本文主要研究内容和方案 |
| 3 试验工作方案 |
| 3.1 实验材料 |
| 3.2 FGH4096制备及处理工艺 |
| 3.2.1 SLM成形工艺 |
| 3.2.2 热处理工艺 |
| 3.2.3 热等静压工艺 |
| 3.3 试样表征及性能检测分析 |
| 3.3.1 组织、结构表征分析 |
| 3.3.2 材料性能检测 |
| 4 SLM制备FGH4096工艺过程及参数优化 |
| 4.1 激光功率对SLM制备FGH4096合金成型质量的影响 |
| 4.2 激光扫描速度对SLM制备FGH4096合金的影响 |
| 4.3 激光重熔率对SLM制备FGH4096合金的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 SLM沉积态FGH4096合金组织结构与性能 |
| 5.1 SLM FGH4096合金组织结构 |
| 5.2 SLM FGH4096合金性能 |
| 5.3 SLM FGH4096各向异性讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 热处理对合金组织和性能的影响 |
| 6.1 SLM+HT FGH4096组织形貌 |
| 6.2 SLM+HT FGH4096水平截面组织结构 |
| 6.3 SLM+HT FGH4096竖直截面组织结构 |
| 6.4 SLM+HT FGH4096力学性能 |
| 6.4.1 SLM+HT FGH4096室温力学性能 |
| 6.4.2 SLM+HT FGH4096室温拉伸断口 |
| 6.4.3 HT对SLM FGH4096室温力学性能的影响 |
| 6.4.4 SLM+HT FGH4096高温拉伸性能 |
| 6.4.5 讨论 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 热等静压对合金组织和性能的影响 |
| 7.1 HIP对SLM FGH4096合金组织的影响 |
| 7.2 SLM+HIP+HT FGH4096合金组织 |
| 7.2.1 HT对SLM+HIP FGH4096合金组织的影响 |
| 7.2.2 不同热等静压温度SLM+HIP+HT FGH4096合金组织 |
| 7.3 SLM+HIP+HT FGH4096合金性能 |
| 7.3.1 不同热等静压温度SLM+HIP+HT FGH4096合金性能 |
| 7.3.2 SLM+HIP+HT FGH4096合金组织与性能分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 SLM+HIP+HT FGH4096合金蠕变性能的研究 |
| 8.1 蠕变时间对合金组织的影响 |
| 8.2 不同温度对SLM+HIP+HT FGH4096合金蠕变性能的影响 |
| 8.3 本章小结 |
| 9 结论 |
| 9.1 结论 |
| 9.2 本文主要创新性成果 |
| 9.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（9）先进PM高温合金FGH98制备和性能表征相关基础问题的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 镍基粉末高温合金发展现状 |
| 2.2 镍基粉末高温合金涡轮盘制备工艺 |
| 2.2.1 母合金冶炼工艺 |
| 2.2.2 粉末制备与粉末预处理工艺 |
| 2.2.3 粉末热固结工艺 |
| 2.2.4 涡轮盘成形工艺 |
| 2.2.5 热处理工艺 |
| 2.3 镍基粉末高温合金成分特征 |
| 2.4 镍基粉末高温合金组织特征 |
| 2.4.1 γ'相 |
| 2.4.2 碳化物、硼化物 |
| 2.5 镍基粉末高温合金组织调控研究进展 |
| 2.6 镍基粉末高温合金性能研究进展 |
| 2.7 研究意义与内容 |
| 3 FGH98合金热变形行为及其对后续热处理态组织影响 |
| 3.1 实验材料与方法 |
| 3.2 热挤压态FGH98合金显微组织 |
| 3.3 热挤压态FGH98合金热变形行为特征 |
| 3.4 热挤压态FGH98合金本构模型的构建 |
| 3.4.1 峰值应力本构模型 |
| 3.4.2 应变补偿本构模型 |
| 3.5 热变形组织与热加工性能 |
| 3.5.1 变形温度对变形组织的影响 |
| 3.5.2 应变速率对变形组织的影响 |
| 3.5.3 热挤压态FGH98合金热加工性能 |
| 3.6 变形条件对过固溶处理显微组织影响 |
| 3.6.1 变形温度对过固溶热处理显微组织影响 |
| 3.6.2 应变速率对过固溶热处理显微组织影响 |
| 3.7 变形条件对亚固溶处理影响 |
| 3.7.1 变形温度对亚固溶热处理显微组织影响 |
| 3.7.2 应变速率对亚固溶热处理显微组织影响 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 FGH98合金γ'相溶解与析出行为 |
| 4.1 实验材料与方法 |
| 4.2 FGH98合金等温锻造态γ'相形貌 |
| 4.3 γ'相溶解行为 |
| 4.3.1 连续加热过程中γ'相形貌变化 |
| 4.3.2 加热时间对γ'相形貌的影响 |
| 4.3.3 γ'相溶解行为影响因素分析 |
| 4.3.4 γ'相溶解动力学分析 |
| 4.3.5 γ'相溶解过程中的团聚与粗化行为 |
| 4.4 γ'相的析出行为 |
| 4.4.1 冷却过程中γ'相的演变 |
| 4.4.2 冷却过程中γ'相析出机理与形貌演变规律 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 FGH98合金拉伸和蠕变变形行为与机制 |
| 5.1 实验材料与方法 |
| 5.2 温度对合金拉伸行为的影响 |
| 5.2.1 固溶处理显微组织 |
| 5.2.2 不同温度下的拉伸性能 |
| 5.2.3 拉伸变形后的显微组织 |
| 5.3 γ'相尺寸对合金拉伸行为的影响 |
| 5.3.1 不同冷却方式下时效后显微组织 |
| 5.3.2 不同冷却方式下合金750 ℃拉伸性能 |
| 5.3.3 拉伸变形后显微组织 |
| 5.4 合金拉伸变形行为与机制 |
| 5.4.1 拉伸变形机制 |
| 5.4.2 温度对拉伸变形行为的影响 |
| 5.4.3 γ'相尺寸对拉伸行为的影响 |
| 5.5 合金的蠕变变形行为与机制 |
| 5.5.1 热处理后合金显微组织 |
| 5.5.2 蠕变性能曲线 |
| 5.5.3 蠕变后显微组织特征 |
| 5.5.4 显微组织对蠕变的影响 |
| 5.5.5 蠕变变形机制 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 FGH98合金的化学成分评估分析 |
| 6.1 FGH98合金的相组成 |
| 6.2 合金元素对平衡相析出规律的影响 |
| 6.2.1 固溶强化元素的影响 |
| 6.2.2 析出强化元素的影响 |
| 6.2.3 特定合金元素组合比对合金平衡相的影响 |
| 6.2.4 晶界强化元素的影响 |
| 6.3 合金元素对性能影响 |
| 6.3.1 合金元素对抗蠕变性能的影响 |
| 6.3.2 合金元素对抗氧化性能的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论 |
| 8 主要创新点 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（10）航空发动机用粉末高温合金及制备技术研究进展（论文提纲范文）
| 1 粉末高温合金的发展 |
| 1.1 欧美和我国粉末高温合金的发展 |
| 1.2 俄系新合金研制 |
| 2 气雾化高温合金粉末制备技术 |
| 2.1 合金雾化过程研究 |
| 2.1.1 单相气流场模拟 |
| 2.1.2 熔体破碎模拟 |
| 2.1.3 粒子分散与分离模拟 |
| 2.2 Ar气雾化制粉过程粒度控制 |
| 2.2.1 粒子图像测速(PIV)实验 |
| 2.2.2 高温合金粉末粒度控制(水雾化物理模拟和粉末制备实验验证) |
| 2.3 粉末O含量控制技术研究 |
| 2.4 气雾化高温合金粉末形貌控制 |
| 2.4.1 粉末表面形貌对O含量的影响 |
| 2.4.2 高温合金粉末形貌 |
| 2.5 粉末中非金属夹杂物的控制 |
| 2.6 3D打印高温合金粉末及其制备技术 |
| 3 粉末高温合金涡轮盘制备研究进展 |
| 3.1 双性能涡轮盘研制 |
| 3.2 双合金涡轮盘研制 |
| 3.3 等温锻造模具材料的研制 |
| 4 粉末高温合金领域的基础研究 |
| 4.1 粉末高温合金蠕变机理研究 |
| 4.2 粉末-块体合金转变的高通量实验与表征 |
| 5 结语与展望 |
四、先进航空发动机涡轮盘合金及涡轮盘制造（论文参考文献）
- [1]电子束精炼制备FGH4096母合金的脱氮行为研究[D]. 李毅. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]熔体过热对FGH4096合金偏析和纯净化行为的影响研究[D]. 张峰. 大连理工大学, 2021(01)
- [3]800℃以上服役涡轮盘用难变形镍基高温合金研究进展[J]. 江河,董建新,张麦仓,姚志浩. 航空制造技术, 2021(Z1)
- [4]850℃涡轮盘用新型变形高温合金GH4975挤压棒材热变形规律研究[J]. 张勇,李鑫旭,韦康,万志鹏,贾崇林,王涛,李钊,孙宇,梁红艳. 金属学报, 2020(10)
- [5]盘件无模碾压技术进展及产业化分析[J]. 樊璐璐,刘晓飞,翟月雯,吴进军,金泉林. 机械工程学报, 2020(14)
- [6]喷射成形制备新型第三代粉末高温合金的组织和性能[D]. 田甜. 北京科技大学, 2020(01)
- [7]选区激光熔化镍基粉末高温合金组织与性能[D]. 郝志博. 北京科技大学, 2020(01)
- [8]高性能金属材料雾化与成形技术研究进展[J]. 张国庆,刘娜,李周. 航空材料学报, 2020(03)
- [9]先进PM高温合金FGH98制备和性能表征相关基础问题的研究[D]. 黄海亮. 北京科技大学, 2020
- [10]航空发动机用粉末高温合金及制备技术研究进展[J]. 张国庆,张义文,郑亮,彭子超. 金属学报, 2019(09)