固溶处理温度对高温合金u720li组织性能的影响(附件)【字数：10203】
摘 要摘 要高温合金是高度合金化的合金，基体组织单一，机械强度优良，耐热蠕变变形，具有良好的表面稳定和使用可靠性，是国家安全和经济建设中至关重要的物资材料。本文主要通过运用热处理炉、金相制样设备、蔡司显微镜等基础研究设备，简单的探究热处理制度对镍基高温合金U720Li的微观组织和硬度性能的影响。经过热处理、金相制备、金相组织拍摄等一系列实验和数据分析得出（1）随着固溶温度的提高，奥氏体基体组织粗化，但晶粒尺寸未发生异常长大；（2）固溶处理温度对γ’相影响显著，温度升高过程中，晶界处的γ’相发生溶解。晶内γ’相析出，并发生明显的形态变化，由颗粒状向立方体状转变；（3）合金中的γ’相析出数量和形态，对合金硬度改变作用效果明显。硬度随着合金固溶温度的升高而增大，在950℃出现转折形成峰值，在970℃时合金的硬度降低。关键词镍基高温合金；固溶处理；组织性能；γ’相
目 录
第一章 绪论 1
1.1 发展历程 1
1.2 应用领域 2
1.3 镍基高温合金的成分、组织及其性能 4
1.4 合金元素在镍基高温合金中的作用 6
1.5 高温合金的热处理 8
1.6 高温合金的强化机理 8
1.6.1 固溶强化 9
1.6.2 第二相强化 9
1.6.3 晶界强化 9
1.7 本文的研究意义、目的和内容 10
第二章 实验材料、设备及方法 11
2.1 实验设备 11
2.2 实验材料和方法 12
第三章 热处理对镍基高温合金U720Li组织和性能的影响 14
3.1 固溶温度对晶粒尺寸的影响 14
3.2 固溶温度对相结构的影响 17
3.3 合金相结构EDS成分分析 20
3.4 固溶温度对显微硬度的影响 22
结 论 24
致 谢 25
参考文献 26
第一章 绪论
1.1 发展历程
高温合金一般用于航空发动机、火箭推进器以及舰船发动机等各种需要耐受高温的零部件，是国家尖端武器装备、大型设备以及实现中华 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
民族伟大复兴和实现社会主义现代化的重要物资材料。
高温合金的开发利用最早可以追溯的20世纪30年代末，英国、德国、美国等国最先开始研究。第二次世界大战期间，为了满足喷气式飞机发动机对材料的耐高温和超高强度要求，高温合金的研究和利用进入了飞速发展的时期。1939年，英国Mond镍公司首先在80Ni20Cr的合金材料中加入微量的铝元素（Al）和钛元素（Ti），形成 γ’ 相（gamma prime）用来提高合金强度，成功研制了历史上第一种具有相当高的高温强度的镍基合金—Nimonic75，在随后的几年中，又成功地生产出Nimonic80 合金，并且成功将材料应用于涡轮气发动机叶片的制造。1942年，该公司又在合金中加入硼、锆、钴、钼等微量合金元素，连续成功的研发了Nimonic80A、Nimonic90等高温合金材料。在同一时期，美国的航空航天器发展迅速，为了适应航空用活塞式涡轮增压器的发展需求，美国开始使用Vitallium钴基高温合金材料制造涡轮叶片。除此之外，美国还研究并且制造出Inconel镍基高温合金材料，并使用它来制造喷气式飞机发动机的燃烧室。
继英国、美国之后，高温合金在军事武器装备产业中的应用更加广泛，世界各国的金属冶炼学者开始努力的升高合金材料在高温下强度，以镍基合金为基础，在材料中添加钨、钼、钴等微量元素，提高材料中铝、钛的比重，研究制造出多种牌号的高温合金材料，譬如英国的“nimonic”系列合金；美国的“MarM”系列以及“IN”系列等高温合金材料。钴基高温合金材料得到短暂的发展，在其合金中加入镍、钨等微量元素，发展出X45、HX188、FSX414等多种类钴基高温合金。由于钴资源的稀有，钴基合金的发展受限，其在高温合金材料的发展历史上仅仅是昙花一现。
20世纪40年代，铁基高温合金材料从奥氏体不锈钢发展起来，人们发现在188型不锈钢材料中添加钼、铌、钛等微量元素后，会极大地增强奥氏体不锈钢在高温条件下的强度，并且具有极高的耐久性能。美国牌号以Fe25Ni16Cr6Mo为代表的加工硬化型奥氏体高温合金钢由此诞生。航空产业的高速发展，催生了对耐高温材料的需求。诸多种类的沉淀强化型高温合金材料得到发展，20世纪50年代铁基高温合金材料出现了A286和Incoloy901等牌号。但是由于高温稳定性较差，从20世纪60年代以来铁基高温材料发展速度缓慢。第二次世界大战期间，德国、日本等国由于战争和镍资源缺乏的原因，发展了FeCrMn系、FeNiCrMn系高温合金材料，这样就逐渐形成了铁基高温合金材料系列。
20世纪60年代初，苏联开始研究并生产出“ЭИ”牌号的镍基高温和金材料，后来生产出“ЭЛ ”系列变形高温合金和“ЖС”系列铸造高温合金材料。70年代，美国为了迎合航空发动机涡轮进口温度不断升高的趋势，采用新的生产工艺制造出定向结晶高温合金材料，开发出单晶涡轮叶片等一系列高温合金材料部件。
从高温合金的出现开始至今，世界各国都在研究高性能高温合金材料的路上，不停进步，持续创新，不断扩大高温合金材料的使用领域，由于高温合金材料在现代工业的发展中意义重大，我国的高温合金材料的发展也从无到有，得到了长足的发展。
20世纪50年代初，我国正式开始高温合金材料的研究，成功制造出的第一种高温合金材料是GH3030，被用于制造WP5火箭筒。50年代末，从我国既缺镍又没有铬，还受到以美国为首的资本主义国家封锁。从基本国情出发，我国提出了发展铁基高温合金材料的战略方针[1]，成功研制出中国第一个铁基高温合金材料808 ，代替了当时的镍基高温合金材料GH33作为航空发动机的涡轮盘。至70年代初期，我国的高温合金材料的生产研究 已经达到相当高的水平，在这一阶段，我国研究学习国外高温合金及其工艺，发展了一系列高温合金材料，而且质量达到了国外同类产品同等水平。70年代以后，我国开始逐渐学习和引进美国和欧洲的高温材料体系，生产了多种镍基高温合金。经过几十年的发展，我国的高温合金种类已达100余中，形成了相当成熟的研究开发生产体系，同时开发了多种具有着中国特色的工艺技术，为我国的国家安全和装备更新提供了强有力的支持。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 发展历程 1
1.2 应用领域 2
1.3 镍基高温合金的成分、组织及其性能 4
1.4 合金元素在镍基高温合金中的作用 6
1.5 高温合金的热处理 8
1.6 高温合金的强化机理 8
1.6.1 固溶强化 9
1.6.2 第二相强化 9
1.6.3 晶界强化 9
1.7 本文的研究意义、目的和内容 10
第二章 实验材料、设备及方法 11
2.1 实验设备 11
2.2 实验材料和方法 12
第三章 热处理对镍基高温合金U720Li组织和性能的影响 14
3.1 固溶温度对晶粒尺寸的影响 14
3.2 固溶温度对相结构的影响 17
3.3 合金相结构EDS成分分析 20
3.4 固溶温度对显微硬度的影响 22
结 论 24
致 谢 25
参考文献 26
第一章 绪论
1.1 发展历程
高温合金一般用于航空发动机、火箭推进器以及舰船发动机等各种需要耐受高温的零部件，是国家尖端武器装备、大型设备以及实现中华 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
民族伟大复兴和实现社会主义现代化的重要物资材料。
高温合金的开发利用最早可以追溯的20世纪30年代末，英国、德国、美国等国最先开始研究。第二次世界大战期间，为了满足喷气式飞机发动机对材料的耐高温和超高强度要求，高温合金的研究和利用进入了飞速发展的时期。1939年，英国Mond镍公司首先在80Ni20Cr的合金材料中加入微量的铝元素（Al）和钛元素（Ti），形成 γ’ 相（gamma prime）用来提高合金强度，成功研制了历史上第一种具有相当高的高温强度的镍基合金—Nimonic75，在随后的几年中，又成功地生产出Nimonic80 合金，并且成功将材料应用于涡轮气发动机叶片的制造。1942年，该公司又在合金中加入硼、锆、钴、钼等微量合金元素，连续成功的研发了Nimonic80A、Nimonic90等高温合金材料。在同一时期，美国的航空航天器发展迅速，为了适应航空用活塞式涡轮增压器的发展需求，美国开始使用Vitallium钴基高温合金材料制造涡轮叶片。除此之外，美国还研究并且制造出Inconel镍基高温合金材料，并使用它来制造喷气式飞机发动机的燃烧室。
继英国、美国之后，高温合金在军事武器装备产业中的应用更加广泛，世界各国的金属冶炼学者开始努力的升高合金材料在高温下强度，以镍基合金为基础，在材料中添加钨、钼、钴等微量元素，提高材料中铝、钛的比重，研究制造出多种牌号的高温合金材料，譬如英国的“nimonic”系列合金；美国的“MarM”系列以及“IN”系列等高温合金材料。钴基高温合金材料得到短暂的发展，在其合金中加入镍、钨等微量元素，发展出X45、HX188、FSX414等多种类钴基高温合金。由于钴资源的稀有，钴基合金的发展受限，其在高温合金材料的发展历史上仅仅是昙花一现。
20世纪40年代，铁基高温合金材料从奥氏体不锈钢发展起来，人们发现在188型不锈钢材料中添加钼、铌、钛等微量元素后，会极大地增强奥氏体不锈钢在高温条件下的强度，并且具有极高的耐久性能。美国牌号以Fe25Ni16Cr6Mo为代表的加工硬化型奥氏体高温合金钢由此诞生。航空产业的高速发展，催生了对耐高温材料的需求。诸多种类的沉淀强化型高温合金材料得到发展，20世纪50年代铁基高温合金材料出现了A286和Incoloy901等牌号。但是由于高温稳定性较差，从20世纪60年代以来铁基高温材料发展速度缓慢。第二次世界大战期间，德国、日本等国由于战争和镍资源缺乏的原因，发展了FeCrMn系、FeNiCrMn系高温合金材料，这样就逐渐形成了铁基高温合金材料系列。
20世纪60年代初，苏联开始研究并生产出“ЭИ”牌号的镍基高温和金材料，后来生产出“ЭЛ ”系列变形高温合金和“ЖС”系列铸造高温合金材料。70年代，美国为了迎合航空发动机涡轮进口温度不断升高的趋势，采用新的生产工艺制造出定向结晶高温合金材料，开发出单晶涡轮叶片等一系列高温合金材料部件。
从高温合金的出现开始至今，世界各国都在研究高性能高温合金材料的路上，不停进步，持续创新，不断扩大高温合金材料的使用领域，由于高温合金材料在现代工业的发展中意义重大，我国的高温合金材料的发展也从无到有，得到了长足的发展。
20世纪50年代初，我国正式开始高温合金材料的研究，成功制造出的第一种高温合金材料是GH3030，被用于制造WP5火箭筒。50年代末，从我国既缺镍又没有铬，还受到以美国为首的资本主义国家封锁。从基本国情出发，我国提出了发展铁基高温合金材料的战略方针[1]，成功研制出中国第一个铁基高温合金材料808 ，代替了当时的镍基高温合金材料GH33作为航空发动机的涡轮盘。至70年代初期，我国的高温合金材料的生产研究 已经达到相当高的水平，在这一阶段，我国研究学习国外高温合金及其工艺，发展了一系列高温合金材料，而且质量达到了国外同类产品同等水平。70年代以后，我国开始逐渐学习和引进美国和欧洲的高温材料体系，生产了多种镍基高温合金。经过几十年的发展，我国的高温合金种类已达100余中，形成了相当成熟的研究开发生产体系，同时开发了多种具有着中国特色的工艺技术，为我国的国家安全和装备更新提供了强有力的支持。
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