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1、 I 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 摘 要 低膨胀高温合金是航空发动机实现间隙控制设计，提高热效率、推重比和降低耗油率的关键功能结构材料。 新型抗氧化低膨胀 GH783 合金仍为 Ni-Fe-Co 基铁磁性高温合金。与 Inco9xx 系列传统高温合金相比，GH783 合金大幅度提高了合金中的Al 含量以形成 (NiAl)相，从而提高了合金的应力加速晶界氧化(SAGBO)抗力。同时加入少量 Cr 元素使合金的热膨胀系数无太大的提高，但与 Al 元素一起使合金的抗氧化性能提高，并且该合金在 700仍具有优良的综合性能。 本文研究了
2、GH783 合金在不同状态下（铸态、热变形态、固溶处理和时效）及高温长期时效后的组织和性能特点，高温不同载荷下（拉伸、持久）是否具有缺口敏感以及合金组成相的析出对热膨胀系数随温度变化速率的影响。研究表明： （1）GH783 合金是由块状或粒状 相，弥散 相和 基体相组成的三相合金，无 650缺口拉伸和缺口持久敏感。 一定数量的 相沿晶界析出， 使晶界两侧 相贫化，贫化 区起到微塑性区的作用，有利于应力发生重新分布并趋于平缓，消除了合金的缺口敏感。 （2）GH783 合金经 650C3000 小时时效后室温和 650C 拉伸强度增加是由于-的共格强化作用。经 700C1000 小时和 750C1
3、000 小时长期时效后，-共格关系被破坏，所以强度降低。特别是经 750C1000 小时长期时效后 相严重粗化导致了强度和持久寿命大幅度降低。GH783 合金长期时效后在 (NiAl)相中发现了富Ni 的 Laves 相，但是其对力学性能没有明显影响。 （3）根据特诺方程，若忽略不同热处理状态下 GH783 合金中 基体相的热膨胀系数和弹性模量的变化对合金热膨胀系数的影响， GH783 合金的热膨胀系数可以表示成组成相 、和 体积百分含量的函数： II 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 VVVVtttVtV)188.12-0.0378
4、5t(202)8.19120.0604t()188.12-0.03785t)()273(1018374. 4)273(1058368. 1)273(1008531. 46026.11(202)12.1473600627. 0()8.19120.0604t)(20.2339-0.0431t(310263+=由此函数分析得到，GH783合金热膨胀系数随温度变化速率的降低是由于合金中析出相和体积百分含量的增加。这些具有创新性。 关键词关键词：GH783 组织 力学性能 热膨胀系数 缺口敏感 III 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 Abst
5、ract Low thermal expansion superalloy as critical materials of construction in gas turbine engines can maintain close tolerance, which greatly enhances their fuel efficiency, thrust-weight ratio and reduces specific fuel consumption. A new alloy, GH783 alloy, is still Ni-Fe-Co base magnetic superall
6、oy. Compared with conventional Incos 900 series, GH783 alloy is the culmination in the development of an alloy system with very high Al content that, in addition to forming , cause aluminide phase precipitation in the austenitic matrix. It was discovered that this type of structure could be processe
7、d to resist both SAGBO and general oxidation, while providing low thermal expansion and useful mechanical properties up to 700. In this thesis, phase characterization and microstructure study on GH783 alloy at as casting, hot deformation, solid solution, aging and long-term aging conditions, respect
8、ively, have been studied by means of SEM and TEM examination. Whether GH783 alloy has notch sensitivity or not under tensile and stress rupture conditions in high temperature and the influence of constituent phases on the changing velocity of coefficient of thermal expansion (CTE) are also studied.
9、Results show that: (1) GH783 alloy contains blocky and granular phase, disperse and austenite and dont have notch sensitivity under tensile and stress rupture conditions at 650. phase precipitates along grain boundary which makes phase poor. That plays the role of microplastic zone and is benefit fo
10、r redistributing and relaxing stress. (2) The tensile strength of GH783 alloy at room temperature and 650C increased after aging at 650C for 3000 hours because of the coherent strengthening. After aging at 700C and 750C, respectively, for 1000 hours, the relationship of coherent strengthening was de
11、stroyed and the tensile strength decreased. Especially, after aging at 750C for 1000 hours the phase coarsened severely, which lead to the strength and stress rupture life decreased significantly. Ni-rich Laves phase was found in （NiAl）of GH783 alloy after long-term aging. And that did not have evid
12、ent influence on mechanical IV 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 properties. (3) If the influence of the variation of and Ein GH783 alloy in different heat treatments on CTE value can be ignored, the CTE value for GH783 alloy can be expressed as: VVVVtttVtV)188.12-0.03785t(202)8.19120.0
13、604t()188.12-0.03785t)()273(1018374. 4)273(1058368. 1)273(1008531. 46026.11(202)12.1473600627. 0()8.19120.0604t)(20.2339-0.0431t(310263+=In addition, the decrease in changing velocity of CTE with temperature for GH783 alloy is caused by the increasing volume fraction of and precipitates. That is an
14、innovative idea and has been proved. Keywords: GH783 alloy microstructure mechanical property coefficient of thermal expansion (CTE) notch sensitivity 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已标明引用的内容外，本论文不包含任何其它人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者
15、签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密，在_年解密后适用本授权书。 本论文属于 不保密。 （请在以上方框内打“” ） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日1华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 1 绪论 1.1 引言 传统低膨胀高温合金是在可伐（Kovar）合金的基础上，引入弥散强化作用，同时调整合金中Co/Ni比，提高合金的居里温度而开发的Ni-Fe-Co基铁磁性合金1。随温度升高，合金在居里点以下具有的磁致伸缩效应部分抵消了由于原子热运动加剧产生的正常热膨胀，从而使合金表现出低的热膨胀系数2。抗氧化Cr元素的增加会提高合金的热膨胀系数，由于要具有低的热膨胀系数，所以传统低膨胀高温合金严格控制了Cr元素的含量。另一种抗氧化元素Al因会增加合金的应力加速晶界氧化（SAGBO）倾向也受到限制。因此传统低膨胀高温合金Inco9xx系列抗氧化性能很差，在600以上不
