【摘 要】
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Inconel 718(IN718)是一种Ni-Cr-Fe型高温合金,主要应用于航空、航天发动机中涡轮叶片的制作。目前,该合金主要采用铸造、锻造和粉末冶金法制备,这些方法制备温度高,存在合金晶粒粗大的问题。相比于铸造、锻造法,粉末冶金法制备的高温合金力学性能更为优异。但是采用粉末冶金法制备IN718合金烧结时间长,且都需要固溶处理后再进行时效处理。本论文针对传统烧结方法中制备周期长的问题,提出了采
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Inconel 718(IN718)是一种Ni-Cr-Fe型高温合金,主要应用于航空、航天发动机中涡轮叶片的制作。目前,该合金主要采用铸造、锻造和粉末冶金法制备,这些方法制备温度高,存在合金晶粒粗大的问题。相比于铸造、锻造法,粉末冶金法制备的高温合金力学性能更为优异。但是采用粉末冶金法制备IN718合金烧结时间长,且都需要固溶处理后再进行时效处理。本论文针对传统烧结方法中制备周期长的问题,提出了采用放电等离子体烧结(SPS)法制备IN718合金,并详细研究了固溶和时效处理对IN718合金微观组织结构及性能的影响,同时对烧结及热处理过程中的致密化机理进行了分析。结果表明以旋转电极(PREP)法制备的IN718合金粉末为原材,通过SPS成功制备了高致密度IN718合金样品。SPS烧结后样品组织中存在少量枝晶偏析,其中Al,Ti,Nb元素容易在枝干处偏析,而Cr,Fe,Ni元素倾向于在枝间偏析。这些显微偏析在固溶+时效处理后得以消除。与热等静压(HIP)法相比,这些合金制备工艺简单,制备效率更高。对SPS法烧结的IN718合金进行固溶+时效处理和直接时效处理,并对样品的组织和性能进行了表征与测试。结果表明,经固溶+时效处理和直接时效后均有大量γ”/γ’强化相析出,合金力学性能得到显著提升。同时,经热处理后样品的致密度也得到了一定提升。直接时效处理后,样品力学性能优于经固溶+时效标准热处理样品。采用透射电镜(TEM)技术对不同样品中强化相析出情况进行表征,分析结果表明,与铸态IN718合金的标准热处理工艺(950℃固溶+时效)相比,1000℃固溶+时效样品强化相析出数量更多。直接时效处理样品中强化相析出更密集,尺寸没有明显长大。研究结果为IN718合金提供了一种高效的制备方法和热处理工艺,明显提高该合金的制备效率,降低生产成本。
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