一、镍基高温合金真空熔炼过程中镁挥发的动力学（论文文献综述）
田开文[1]（2020）在《Ni-Al系合金轧制锭坯真空冶金及炉外精炼工艺及性能研究》文中研究指明在现代工业中,随着对环境的关注,对于发动机的排放标准和燃油经济提出了更高的要求,因而对于发动机燃烧室内的火花塞也同样提出了更高的要求,但同时也造成了火花塞氧化、腐蚀从而影响使用寿命的问题。因此需要开发一种高性能的火花塞电极材料。本文根据火花塞的工作环境对材料的性能要求,利用真空冶金工艺制备NiAlSiY合金材料,通过电渣重熔工艺对合金材料进行精炼获得组织均匀致密、纯净度高的NiAlSiY合金,再通过轧制、拉拔工艺对合金进行加工和性能测试试验,最终获得高性能的电极材料。真空冶金工艺研究表明:通过对不同合金化功率进行分析比较,选择出140 k W最为适合。合金主要是由Ni、Al Ni3和Al0.9Ni4.22相组成;合金的金相显微组织由细小的晶粒,较大的柱状晶,中心等轴晶组成;合金表面有许多小孔洞等缺陷,合金夹杂物主要是Fe O、Al2O3、Ca O、Ca O-Ca S;合金硬度值变化比较明显,合金组织成分不均匀。电渣重熔工艺研究表明:通过对不同熔炼电流分析,选择出重熔电流2.8～3 k A最为适合。电渣锭中Y元素烧损严重,但S元素和O元素明显降低;合金相没有改变;金相显微组织表现为晶粒都变得粗大,但没有柱状晶;合金表面缺陷基本消失,夹杂物数量和尺寸明显减小;合金硬度值变化不大,合金组织成分均匀。对电渣重熔进行展望,在结晶器上安装一个围绕自耗电极的保护罩并向结晶器内通入氩气,在电渣重熔过程中可以减少Y元素的烧损、脱硫脱氧效果更明显和能进一步降低合金中的夹杂物。轧制拉拔工艺研究表明:轧制样和拉拔样在横截面的晶粒都会被拉长且较为细小,晶界都能清晰可见;剖面的组织塑性变形被拉长,轧制样能清晰看见晶粒和晶界,拉拔样晶粒由多边形变为了长条形,而且晶界基本消失。轧制样的横截面硬度较大,剖面硬度较小,拉拔样的横截面和剖面硬度相差不大。合金丝的抗拉强度在520～550 MPa,延伸率在35%左右。高温热腐蚀和高温氧化试验结果研究表明:NiAlSiY合金丝在900℃、20 h的腐蚀动力学曲线近似抛物线的趋势,其增重比的平方曲线接近直线,合金丝在900℃具有抗腐蚀性。NiAlSiY合金丝腐蚀后的主要氧化物为Al2O3、Ni O,腐蚀产物为Al2S3。NiAlSiY合金丝在970℃氧化100 h后其氧化动力学基本符合抛物线规律,氧化膜表面几乎没有脱落,在970℃属于抗氧化级。1090合金丝在970℃氧化100 h后其氧化动力学偏离了抛物线定律,氧化膜表面有大量的氧化膜脱落,在970℃属于次抗氧化级。该新型镍基高温合金NiAlSiY具有优异的抗高温氧化性,其抗高温氧化性优异于1090合金,可长期在970℃环境下使用。
段生朝[2]（2021）在《电渣重熔大型IN718镍基合金铸锭合金元素氧化控制的基础研究》文中提出Inconel 718是一种典型的析出强化型镍基高温合金,由于其在923 K以上仍具有较高的强度、韧性和抗疲劳性能,已经被广泛地应用于航空航天和电力能源和国防军工等重要领域。Inconel 718合金中增加Al和Ti元素的含量有利于增加强化相γ’相Ni3（Al,Ti,Nb）和γ"相Ni3（Nb,Al,Ti）的体积分数,进而提高镍基合金高温下的机械性能。电渣重熔是一种重要的二次精炼技术,其目的是进一步提高金属纯净度、改善铸锭致密度和结晶组织,从而满足日益增加的对高性能合金的需求。然而,电渣重熔含有易氧化元素的合金时仍有诸多问题还未得到很好地解决。在渣-金反应界面上,镍基合金中易氧化元素如Al和Ti会与渣中不稳定氧化物如FeO、SiO2和TiO2发生强烈的化学反应,不可避免地导致电渣锭中Al和Ti含量沿着铸锭高度方向分布不均匀的现象。同时Inconel 718合金中硫元素的存在会在基体中形成硫碳化物M2SC和晶界位置形成低熔点Ni-Ni3S2化合物,因而恶化镍基合金高温机械性能。电渣重熔作为制备大型镍基合金的终端冶炼工艺,应当在冶炼过程中严格控制铸锭中Al和Ti元素的均匀分布和有害气体杂质的含量。本论文为解决电渣重熔Inconel 718合金过程中Al和Ti元素均匀化和合金纯净度控制问题,主要进行了以下三个方面的研究工作:（1）通过理论计算镍基合金中组元Al和Ti以及含氟炉渣中各个组元的活度,为找到控制电渣重熔Inconel 718合金Al和Ti元素氧化的热力学条件奠定基础;（2）通过热力学和实验分析,开发了适合电渣重熔Inconel 718合金的渣系;（3）通过多相反应动力学基本方程,建立了 Inconel 718合金脱氧和脱硫反应的动力学模型,为电渣重熔镍基合金脱氧和脱硫制度提供有价值的工艺参考。首先,本文参考合金相图和利用原子-分子共存理论（Atom and Molecule Coexistence Theory,AMCT）计算了不同温度下 Ni-Al、Ni-Ti 和 Al-Ti三个二元系全浓度范围内热力学活度,并与文献报道的实测值吻合较好。在忽略Ni-Al-Ti合金熔体中形成的三元复杂分子NixAlyTiz的情况下,计算得到了 1873 K下该合金熔体组元Al和Ti在富镍区域（xNi>0.9）的等活度线。基于Ni-Al、Ni-Ti 和 Al-Ti二元系混合焓△mixHm的 Redlich-Kister（R-K）参数,通过GSM、Toop、Kohler 和 Muggianu 模型得到1873K下Ni-Al-Ti 三元系富镍区域的混合焓△mixHm,Ni-Al-Ti与Ni的摩尔分数xNi的关系。结果表明:1873 K下当Ni的摩尔分数一定时,△mixHm,Ni-Al-Ti随Al/Ti比的增加而降低;当Al/Ti比值一定时,混合焓△mixHm,Ni-Al-Ti随合金中Ni的摩尔分数xNi的增加而增加。当xNi>0.9时,GSM模型与Toop、Kohler和Muggianu模型计算的结果吻合度很好,而xNi<0.9时,GSM模型计算的结果要略高于其它模型,这主要是由于Ni-Al-Ti合金熔体不满足正规溶液的性质所导致的。Ni-Al-Ti三元熔体热物理性质（粘度和表面张力）预报模型数据的准确性很大程度上依赖于合金熔体混合热力学数据（混合焓和过剩吉布斯自由能）的准确性。基于优化后的Ni-Al、Ni-Ti和Al-Ti的混合热力学性质,首先计算了 Ni-Al、Ni-Ti和Al-Ti熔体的粘度和表面张力。结果表明:Hirai模型适合计算Ni-Al系统的粘度,而Kaptay模型适合预报Ni-Ti和Al-Ti合金熔体的粘度;Butler模型适合预报Ni-Al、Ni-Ti和Al-Ti熔体的表面张力。Ni-Al和Ni-Ti熔体粘度分别在xAl=0.5和xTi=0.3出现了最大值。这是由于Ni-Al和Ni-Ti二元系分别在xAl=0.5和xTi=0.3处形成稳定金属间化合物NiAl和Ni3Ti,导致合金熔体分别在在xAl=0.5和xTi=0.3处发生短程有序现象引起的。Ni-Al-Ti三元熔体粘度ηNi-Al-Ti和表面张力σNi-Al-Ti具有相同的变化规律,当Al/Ni比一定时,ηNi-Al-Ti和σNi-Al-Ti随着Ni-Al-Ti中组元Ti含量的增加而增加;当合金中组元Ti的含量一定,ηNi-Al-Ti和σNi-Al-Ti随着Al/Ni的增加而降低。其次,热力学分析了1773 K至1973 K在给定Inconel 718合金中初始Ti含量和不同温度的条件下,合金中平衡的Al含量与炉渣成分和温度的关系,并用渣-金平衡实验进行验证。CaF2-CaO-Al2O3-MgO-TiO2渣中改变TiO2含量对于控制合金中Al和Ti含量影响最大,其次是Al2O3、CaO、CaF2和MgO。当温度为1773 K时,渣中TiO2含量为2.2%时,合金中的Ti元素发生氧化;渣中TiO2含量为10%时,合金中的Al元素发生氧化;渣中TiO2含量为4.26%时,合金中的Al和Ti元素均不发生氧化。渣中FeO和SiO2很容易与合金中Al和Ti元素发生反应,且当冶炼温度降低对于渣中FeO和SiO2含量要求越苛刻。在满足合金机械性能的前提下,将合金中的Al和Ti成分设置为其规定成分的上限,有利于电渣重熔过程Al和Ti元素的控制。温度是影响合金中Al和Ti元素控制的重要参数之一。当冶炼温度升高时,合金中Ti元素要比Al元素更容易氧化,因此需要向CaF2-CaO-Al2O3-MgO-TiO2渣中额外添加TiO2以减少Ti元素的损失;在不同的TiO2含量范围内采用的冶炼温度也应当不同,即当渣中TiO2含量为0～4%时,应当采用低渣温;当渣中TiO2含量为13.5%～15%时,应当采用高渣温。最后,基于多相反应动力学的基本方程,建立了 Inconel 718合金Al和Ti元素氧化以及脱氧和脱硫反应的动力学模型。CaF2-CaO-Al2O3-MgO-TiO2渣中Al2O3和TiO2传质速率要远远小于合金中Al和Ti的传质速率,意味着渣中Al2O3或/和TiO2传质为限制性环节。CaF2-CaO-Al2O3-MgO-TiO2渣中各个组元对合金脱氧和脱硫的影响可以排序为CaO>CaF2>MgO>TiO2。渣中CaO含量的增加不仅可以降低炉渣的粘度和增加浓度梯度有利于合金中氧化物夹杂（MgO·Al2O3）上浮,还可以降低渣-金界面氧的活度有利于脱硫反应,而渣中TiO2起相反的作用。冶炼温度升高,导致渣-金界面氧活度的增加,不利于合金脱硫。
高小勇[3]（2020）在《FGH96粉末高温合金母合金的纯净化技术研究》文中认为FGH96粉末高温合金是高性能航空发动机涡轮盘的首选材料,对非金属夹杂物的要求很高。夹杂物主要来源于母合金的制备过程。本论文研究了FGH96粉末高温合金母合金熔炼制备过程中夹杂物的形成机理和控制方法,并成功制备出纯净的母合金。主要内容包括以下几个方面:（1）研究了真空感应熔炼时坩埚材质（MgO、Al2O3和MgO-Spinel）和活泼元素（A1和Ti）加入顺序对夹杂物的影响。采用MgO坩埚时,合金液中的Al与坩埚发生化学反应,夹杂物为近球状MgO-Al2O3,数量较少、尺寸较小;坩埚内壁形成连续的致密的MgAl2O4层,能够有效阻止化学反应和合金液对坩埚的物理侵蚀。采用Al2O3坩埚时,夹杂物为较大尺寸的Al2O3;坩埚内壁物理侵蚀严重。采用MgO-Spinel坩埚时,化学反应和坩埚侵蚀程度居中。活泼元素加入顺序对夹杂物尺寸和形貌影响较大。最佳工艺路线为先加入Ti后加入Al。先加入Ti时,夹杂物为细小圆形TiOx,平均尺寸小于1μm;然后加入Al,夹杂物转变为Al2O3。在真空感应熔炼铸锭中,氮化物数量最多（占80.6%）,尺寸范围为1～5μm。氧化物数量较少,尺寸范围为1～25.5μm。（2）研究了电渣重熔时环境气氛和渣料成分对夹杂物的影响。真空气氛可以避免空气对电极的氧化和氮化,并且抑止O2和N2扩散进入渣池和合金熔池,从而控制夹杂物特别是氮化物的数量。渣料中加入稀土氧化物CeO2可以降低氧化物数量,并且改变其成分。当CeO2加入量为1.0wt.%时,夹杂物转变为Al2O3-MgO-Ce2O3;当CeO2加入量为3.0～10.0wt.%时,夹杂物转变为Al2O3-Ce2O3。最佳的CeO2加入量为3.0wt.%。采用真空感应熔炼+真空电渣重熔+真空感应重熔（雾化制粉前）的工艺路线,实现了非金属夹杂的有效去除,制备出纯净的FGH96粉末高温合金母合金。经过大样电解分析,母合金中非金属夹杂物含量仅0.399mg/kg。（3）采用磁悬浮熔炼技术研究了夹杂物的碰撞、聚集和上浮机理。磁悬浮熔炼促进夹杂物的聚集和上浮。在水冷铜坩埚中直接冷却时,夹杂物团簇数量较多,尺寸较大。浇注至钢模后,夹杂物团簇的数量减少、尺寸变小。采用高温共聚焦激光扫描显微镜在线观察了氧化物和氮化物的溶解和析出行为。氧化物在熔炼过程中稳定存在,并且发生碰撞和聚集。氮化物在熔化过程中发生分解,在冷却和凝固过程中析出。（4）研究了夹杂物对FGH96合金疲劳裂纹扩展速率的影响。夹杂物含量越低,疲劳裂纹扩展速率越小。当合金中氮含量高于12ppm时,在疲劳试样横截面的主裂纹和二次裂纹及其附近存在较多夹杂物。为了得到低的疲劳裂纹扩展速率,需将氮含量控制在12ppm以下。
王飞[4]（2007）在《镍基高温合金真空感应熔炼脱氮工艺及机理的研究》文中指出镍基高温合金是制造航空涡轮发动机热端部件、航天火箭发动机各种高温部件的关键材料,也是制造地面燃气轮机、能源、冶金及化工等工业部门所需高温耐腐蚀部件的材料。化学成分是镍基高温合金研究的核心问题,微量元素又是化学成分中研究的热点问题。氮是镍基高温合金中的主要微量杂质元素之一,其对高温合金的性能有不利的影响,所以降低镍基高温合金中的氮含量对于发展我国高温合金事业具有十分重要的意义。本课题采用氧化钙涂层坩埚超纯净真空感应熔炼镍基高温合金,通过改变真空度、熔炼时间、精炼时间等影响因素,分析它们对脱氮的影响规律,确定了镍基高温合金最佳的熔炼工艺;采用金相、扫描电镜等分析检测手段,确定氮在镍基高温合金中的存在形态;分析了熔炼过程中氧和硫含量变化情况。通过加入合金元素铝和钛后氮含量的分析值,确定铝和钛对脱氮的影响并计算出镍基高温合金中钛对氮的相互作用系数,其值为-0.38;同时也计算了脱氮过程中的平衡常数,其平衡常数值分别为K1= （0.064～1.67）×10-4 m/s;K2= （3～98）×10-2 m/s·%。综合上述工作和实验结果,最终论证当氮含量小于5×10-4（质量分数,%）时的脱氮机理为混合控制机理,并以一级反应为主。上述实验结果为进一步降低镍基高温合金中的氮含量提供理论依据。
刘惠平[5]（2020）在《Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的电子束精准制备及组织调控》文中研究说明钛铝金属间化合物基合金是一种新型的γ-TiAl基结构材料,由于其密度小、比强度高以及其在高温下具有优异的性能,被广泛的应用于航天航空发动机、军事等领域。有研究表明,首先钛铝合金的纯净度尤其氧元素的含量对合金的最终使用性能有很大的影响,目前应用最为广泛的γ-TiAl合金为第二代铸造Ti-48Al-2Cr-2Nb合金,该合金目前仍存在室温脆性较大的问题,故为了进一步提高该合金的使用性能,拓展其服役温度和应用领域,需要从合金纯净华、晶粒细化等角度发展新型的熔炼工艺。电子束熔炼制备工艺具有能量密度高、真空度高以及可控性好等优点,能够大大的提高钛铝合金的纯净度,并且该技术采用的是水冷铜坩埚,不仅不会引入杂质,还可有效地加快合金铸锭的冷却凝固速度,能够起到细化晶粒、减小成分偏析的作用。然而,由于该技术的高真空度,使得合金中不同蒸气压的各个组元,其在熔炼的过程中挥发能力不同,导致熔炼制备后所得的合金铸锭成分偏离预想目标,从而影响合金的使用性能。因此,本文通过对电子束熔炼制备TiAl合金铸锭的过程中不同组元的挥发行为研究,解析多元合金的元素挥发规律,为多元合金铸锭的电子束熔炼精准制备提供理论依据。通过对合金原料进行重新配比,得到了名义成分为Ti-48Al-2Cr-2Nb的合金铸锭,并对其进行了铸态成分、组织与物相分析;对该合金铸锭进行了热处理,以研究不同的热处理工艺对该铸锭显微组织的调控机制,以获得最优组织。本实验首先在不同的电子束熔炼工艺条件下制备了TiAl合金,利用X射线荧光光谱仪分析了铸锭的平均成分,得到了电子束熔炼制备TiAl合金过程中各个组元的挥发规律;然后据此规律对合金原料重新配比,并进行电子束熔炼,得到了名义成分为Ti-48Al-2Cr-2Nb的合金铸锭;对其进行了热处理,利用金相显微镜、X射线衍射仪、透射电子显微镜以及维氏硬度仪,分析了其显微组织、物相组成、层片间距以及力学性能,得到了如下结论:1、从合金挥发热力学和动力学的角度计算研究,通过Miedema和Kolher模型计算了Ti-Al-Cr-Nb四元合金系的活度值、饱和蒸气压,结合Langmuir方程以及实验结果,得到了四个组元的理论与实际挥发速率,以此得到了电子束熔炼TiAl合金过程中各个组元的挥发规律;2、根据所得挥发规律,对合金原料进行重新配比,经电子束熔炼之后得到了名义成分为Ti-48Al-2Cr-2Nb的合金铸锭,经检测分析,发现所得铸锭内O元素含量<100ppmw,N元素含量<30ppmw,且其晶粒平均尺寸为250μm,层片间距约200nm;3、对合金铸锭进行了不同温度和不同时间的热处理,发现随着热处理温度的升高,合金组织粗化,层片间距变大;随着热处理时间的增长,合金中层片组织析出量减小,当时间为45min时,合金中已几乎无层片组织析出;综上,热处理参数为1320℃30min时,所得的合金组织最优;4、对铸态以及热处理后的合金铸锭进行了显微硬度的检测,发现组织的调控对该合金的力学性能存在较大的影响。结合所得的显微组织及显微硬度,可知1320℃30min仍是最优的热处理工艺参数,其显微硬度可达400HV。通过上述实验研究,得到了电子束熔炼制备TiAl合金铸锭时各组元的挥发规律,并据此模型制备得到了名义成分为Ti-48Al-2Cr-2Nb的合金铸锭,即此模型可一定程度上用以预测电子束熔炼过程中合金熔体的元素挥发行为;得到了Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的组织调控机制,即得到了显微组织及力学性能综合较优的工艺参数。
李赫[6]（2019）在《Ni-Cr-Co三元合金电子束精炼过程中挥发行为研究》文中认为镍基高温合金具有优异的热硬性、热疲劳性、抗蠕变疲劳特性、热稳定性及耐腐蚀性能够应用于极端高温的环境中,在涡扇发动机的热端部件中有着广泛应用。大多数的高温合金都采用真空感应熔炼方式进行一次熔炼。很多种高温合金中都以Ni、Cr及Co三种元素为主元素,W作为一种强化元素在高温合金中应用广泛。Ni、Cr和Co单质随着纯度的提高,价格越来越贵,运用电子束提纯Ni-Cr-Co三元合金代替高纯度的Ni、Cr、Co单质应用于熔炼中,可以降低熔炼的成本,电子束具有很强的提纯合金的能力,但是对于电子束精炼提纯过程中元素的挥发性为研究较少;W为熔点最高的元素,在熔炼过程中,会极大地提高熔炼难度,且容易发生W元素偏聚、成分分布不均匀的现象,合金铸锭的冶金质量较差、熔炼成本高。基于上述这些问题,本论文通过电子束制备提纯Ni-Cr-Co三元合金,分析精炼过程中Ni、Cr和Co元素的挥发性为,包括合金成分的变化、元素的挥发速率、熔体表面的平均温度以及质量损失率等。并对电子束精炼FGH4096母合金的元素质量分数变化进行预测。通过电子束制备Ni-W合金,运用Ni-W合金代替W,应用于电子束单联制备FGH4096母合金,对FGH4096母合金铸锭的主成分、显微组织以及宏观元素分布进行检测分析。通过实验结果分析得到结论:电子束精炼Ni-Cr-Co三元合金过程中,Ni元素的质量分数增大,Cr元素的质量分数减小,Co元素的质量分数变化不大。与Ni和Co相比,Cr元素的质量损失最大,是精炼过程中需要被控制的元素;在15kW的电子束精炼功率下,精炼过程中熔体表面的平均温度为1980.4K。利用该温度计算得到的Ni、Cr和Co三种元素在电子束精炼过程中的质量损失率与实验结果符合较好;通过Ni-Cr-Co三元合金的挥发规律,对FGH4096母合金电子束精炼过程中Ni、Cr、Co三种元素的质量分数变化进行了准确的预测,理论计算值与实验测量值符合较好。运用Ni-W合金代替W单质,可以解决因W熔点过高导致在熔炼过程中原料烧损严重的问题;电子束单联制备的FGH4096母合金的横截面组织主要分为底层细晶区、中部柱状晶区和顶部大晶粒区三个区域。在合金铸锭的横截面的横向以及纵向上,除Ti外其他元素分布上都比较均匀。Ti含量由铸锭中心至边缘处逐渐降低、由铸锭中心底部至顶部逐渐升高的趋势。
姜兰[7]（2017）在《用于镍基高温合金熔炼氧化锆耐火材料的研究》文中指出航空发动机生产被视为国家战略性产业,而镍基高温合金是航空发动机的重要保障。为了保证航空发动机的可靠性,国内外对高温合金中气体和杂质含量都有严格的要求。但在杂质控制水平方面,我国与国际水平仍有较大差距。因此,提高镍基合金的高温冶金质量具有重要意义。真空感应熔炼是生产高温合金的基本方法。目前广泛使用的MgO和Al2O3坩埚耐火材料,存在高温合金熔体与坩埚耐火材料的反应,污染了合金熔体,从而影响母合金的纯净度,降低合金的使用性能。从高温合金纯净化熔炼角度考虑,本文旨在研发适用于镍基高温合金熔炼的氧化锆耐火材料,以减小耐火材料对合金质量的影响。经过文献调研,氧化镁部分稳定氧化锆（MgO-PSZ）材料具有潜在的应用前景。本研究涉及MgO-PSZ的成型与烧结工艺和掺杂不同MgO含量的MgO-PSZ的性能的评价,并从高温热模拟侵蚀实验和真空感应熔炼实验两个角度研究了MgO-PSZ作为高温合金熔炼用耐火材料的可行性。实验过程中提出MgO-PSZ的侵蚀机理。同时针对侵蚀机理提出Al2O3掺杂改进MgO-PSZ耐侵蚀性的解决措施,并探讨了Al2O3掺杂改进MgO-PSZ耐侵蚀性的机制。论文通过分析MgO-PSZ素坯热收缩和TG-DSC曲线,优化了MgO-PSZ烧结工艺。对不同MgO（2.3 wt%、2.7 wt%、3.5 wt%和4.0 wt%）掺杂量的MgOPSZ性能进行了评价,得出当MgO掺杂含量为3.5 wt%时,MgO-PSZ强度与杨氏模量的比值最大,热膨胀曲线呈线性变化,具有较好的抗热震性。通过高温热模拟侵蚀实验研究了3.5 wt%MgO-PSZ与K403镍基高温合金的界面行为。研究表明:3.5 wt%MgO-PSZ基片与K403镍基高温合金发生反应,生成Al2O3,而部分Al2O3又与基片中的MgO反应生成Mg Al2O4。3.5 wt%MgOPSZ经镍基高温合金循环侵蚀后,表面发生破损剥落。针对该问题,提出了3.5wt%MgO-PSZ的侵蚀破损机制。3.5 wt%MgO-PSZ基片侵蚀破损是由镍基高温合金熔体对3.5 wt%MgO-PSZ的化学侵蚀和热循环对3.5 wt%MgO-PSZ的热侵蚀共同导致。其中,镍基高温合金熔体对3.5 wt%MgO-PSZ的化学侵蚀是导致3.5 wt%MgO-PSZ基片侵蚀破损的主要因素,而热循环则加速基片的侵蚀破损。针对侵蚀破损机制,提出Al2O3掺杂改善3.5 wt%MgO-PSZ耐侵蚀性的解决途径,并评价Al2O3不同掺杂含量对3.5 wt%MgO-PSZ耐侵蚀性的改善效果。当基片中Al2O3的掺杂量为0.8 wt%时,其循环使用次数由3次提高至8次,材料的耐侵蚀性达到最佳。同时探讨Al2O3掺杂改善3.5 wt%MgO-PSZ耐侵蚀性机制。从化学侵蚀角度,Al2O3掺杂剂与3.5 wt%MgO-PSZ中的MgO在基体中生成Mg Al2O4,提高了MgO在3.5 wt%MgO-PSZ基体中的稳定性,使得基片中MgO向界面扩散减慢,从而减缓了界面产物Al2O3与3.5 wt%MgO-PSZ中MgO的反应,即减小了化学反应对基片的侵蚀,改善了基片的耐侵蚀性。从热循环角度,掺杂适量Al2O3有助于提高MgO-PSZ的热循环稳定性。这两方面因素共同作用改善了MgO-PSZ耐镍基高温合金侵蚀性能。采用掺杂0.8 wt%Al2O3的3.5 wt%MgO-PSZ坩埚材料真空感应熔炼实验镍基高合金,验证实际冶炼过程中坩埚耐火材料对镍基高温合金氧含量的影响。结果表明掺杂0.8 wt%Al2O3的3.5 wt%MgO-PSZ展现了更好的化学稳定性,基本没有向合金液供氧。该现象与热力学分析结果相一致。综合上述分析,作为熔炼镍基高温合金的耐火材料,掺杂0.8 wt%Al2O3的3.5 wt%MgO-PSZ材料具有较好的耐侵蚀性和热循环稳定性,展现了潜在的应用前景。
魏季和[8]（1978）在《铁和镍真空熔炼用碳脱氧的物理化学原理》文中研究说明碳脱氧是真空熔炼中最重要的脱氧反应,从某种意义上说,熔池内碳—氧反应决定着真空熔炼产品的质量。本文系一篇综述性论文,综述了国内外研究者对该反应的一些主要研究成果,以铁和镍为例,讨论了有关的物理化学问题:氧在液态铁和镍中的溶解度。碳脱氧反应的热力学:平衡常数的温度关系;氧在含碳液态铁和镍中的活度;压力及第三元素对碳脱氧能力的影响。氧化物夹杂和熔体中碳的相互作用。碳脱氧反应的机理和动力学:碳一氧沸腾的条件和机理;无沸腾时的碳脱氧;碳脱氧速率;影响碳脱氧速率的因素;传质系数及传质机理。坩埚反应及其对脱氧反应的影响:过程的热力学计算;过程的机理和动力学;影响坩埚反应的其它一些因素。影响熔体氧含量的诸因素:碳脱氧达到的实际水平;影响熔体氧含量的主要因素;设计熔炼工艺时必须考虑的问题。本文还提出了平衡常数新的温度关系,收集并整理了eo（i）和eo（i）值,强调了真空在动力学上的作用,指出了确定CO气泡rk值的Eсин—Гeльд关系式的缺陷,考虑了精炼过程的机理及造成碳脱氧达不到理论值的原因。文后的附录讨论了关于溶液中溶质组分相互作用参变数的几个问题。
郑俊[9]（2020）在《电子束精炼高纯镍基高温合金用Ti-Ni中间合金的研究》文中认为镍基高温合金优异的抗腐蚀性能、抗蠕变疲劳特征、红硬性及抗热疲劳特征,在航天航空和石油化工等条件要求苛刻领域被广泛应用。Ni元素是镍基高温合金中的基体元素,Ti作为一种重要的强化元素在提高镍基高温合金性能方面扮演着重要的角色,进入γ固溶体中的钛所占比例大约是10%,这10%的钛在高温合金中起固溶强化作用,约90%钛进入γ’相中,在铝元素一定含量的条件下,随着钛含量增加γ’相数在合金中所占比例增加,γ’相数所占比例增加能够提高高温合金在室温和高温条件下的强度。镍基高温合金熔炼过程中,合金元素的添加有两种方式:一是直接添加纯元素;另一种是添加该元素的中间合金。由于纯元素的熔点较高,在高温合金熔炼的温度范围内,直接添加的纯元素并不能迅速熔化,而是通过合金化的方式溶解到熔体中。在该过程中,Ti元素易于氧、氮相结合,如果合金熔体中有一定量的氧、氮等气体杂质元素,会迅速形成难分解的氧化物、氮化物,严重影响合金性能。而中间合金的熔点较低,若通过中间合金的方式添加,在熔炼的温度范围内,会迅速熔化并与合金熔体充分混合,避免夹杂物的形成。基于上述这些问题,本论文通过电子束熔炼制备得到初级中间合金,分析了氧、氮元素在合金基体中的分布,明确了在提纯的过程中固溶态氧、氮元素及其夹杂的去除方式,得到了精炼提纯确定成分的中间合金的最佳工艺。通过分析得到结论:Ti3Ni合金的熔点最低,较为适合作为目标合金。精炼所得铸锭表面有一层凝壳层,表面凝壳层中的物相组成主要为α-Ti,除此以外,还有少量的Ti2Ni相以及TiN、TiO2析出相产生。基体的组成为富Ni的Ti2Ni相、富Ti的α-Ti与Ti2Ni的共晶相以及少量弥散分布的α-Ti相。且凝壳层中的O、N元素含量远远高于基体,基体中O、N元素主要富集在α-Ti与Ti2Ni共晶组织中,Ti2Ni组织中最少。熔体表面及近表面区的TiO2夹杂物主要以溶解的方式去除。此外,TiN溶解的最低温度为2671.5 K,电子束作用下的熔池的最高温度为2681.2 K,略高于夹杂物的溶解温度,因此,熔体近表面区的夹杂物可通过溶解的方式去除。实现夹杂物分解去除的最低温度为1847.6K,远低于熔池的局部最高温度（2681.2 K）。因此,上浮至熔体表面的TiN夹杂物受到电子束的轰击从而产生破键作用,分解的产物在高真空环境中被泵体抽出炉外。故TiN的去除机制主要为分解去除。
王绍爽[10]（2019）在《增压涡轮用高温合金K418氧氮脱除工艺与细晶铸造研究》文中认为为降低增压涡轮用高温合金K418中的氧氮含量以及提高铸件在室温和650℃下的拉伸性能和低周疲劳寿命,采用过滤净化和电磁搅拌工艺对K418合金进行净化处理,并采用旋转电磁场对该合金凝固组织进行细化处理。通过氧氮分析仪、金相显微镜、扫描电镜、电子探针、拉伸试验机和疲劳试验机等检测手段,分析了真空下过滤净化和电磁搅拌对K418合金中氧氮含量的影响和其作用机制以及旋转电磁场对合金凝固组织和性能的影响。结果表明:（1）同时采用过滤净化和电磁搅拌工艺可将K418合金中的氧氮含量分别降低到5 ppm和6 ppm。过滤净化是一种物理净化方法,依靠阻挡、沉淀、吸附3种过滤机制可以有效地过滤掉K418合金熔体中的氧化物和氮化物;在合金浇注完成后施加电磁搅拌可以进一步促进熔体中细小夹杂物向熔体中心聚集变大,最终聚集上浮至冒口处。（2）在K418合金凝固过程中施加低频旋转电磁场可以获得均匀细小的等轴晶组织。在此基础上,通过正交实验法获得了最佳工艺参数:频率为15 Hz,电流为200 A,总施加时间为180 s,换向时间为5 s。采用此工艺参数可将K418合金晶粒细化至187μm,且晶粒等轴晶率为100%。（3）K418合金晶粒细化是由旋转电磁场产生的电磁搅拌作用实现的,电磁搅拌作用一方面使合金熔体在凝固时发生枝晶折断,另一方面又使熔体温度场逐渐趋于均匀,这两种机制的共同作用促使合金晶粒细化。合金熔体枝晶折断主要发生在凝固前期;而在凝固后期,受枝晶折断抑制和整个凝固液面温度均匀的共同作用,晶粒向等轴晶转变,以等轴晶形态生长,最终形成细小的等轴晶。（4）在K418合金凝固过程中使用旋转电磁场还能改善铸件中元素偏析和缩孔缩松等铸造缺陷,并能够改变合金组织中MC型碳化物、γ’相以及（γ+γ’）共晶组织的形态和大小等。（5）晶粒细化后高温合金K418试样的室温和650℃下的拉伸性能和低周疲劳寿命都有不同幅度地提高。在室温条件下,细晶铸造试样相比普通铸造试样,抗拉强度提高了9.4%,屈服强度提高了17.6%,伸长率提高了34%,断面收缩率提高了27.3%;而细晶铸造试样在0.3%总应变幅控制下的低周疲劳寿命是普通铸造试样的1.7倍。在650℃条件下,细晶铸造试样的拉伸强度和塑性仍然高于普通铸造试样,并基本保持在室温下的性能水平;而其低周疲劳寿命相比普通铸造试样更是提高了1.65倍。
二、镍基高温合金真空熔炼过程中镁挥发的动力学（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、镍基高温合金真空熔炼过程中镁挥发的动力学（论文提纲范文）
（1）Ni-Al系合金轧制锭坯真空冶金及炉外精炼工艺及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 课题研究背景 |
| 1.3 火花塞的分类 |
| 1.3.1 按电极材料分类 |
| 1.3.2 按热值高低分类 |
| 1.4 国内外镍基高温合金研究现状 |
| 1.5 电渣重熔国内外研究现状 |
| 1.5.1 电渣重熔技术研究 |
| 1.5.2 国内外电渣重熔发展概况 |
| 1.6 课题研究的内容及意义 |
| 1.6.1 课题研究内容 |
| 1.6.2 课题研究意义 |
| 第2章 实验材料及分析方法 |
| 2.1 课题研究方法 |
| 2.1.1 实验工艺及技术路线 |
| 2.1.2 试验设备 |
| 2.2 实验材料 |
| 2.3 实验内容 |
| 2.3.1 热重分析试验 |
| 2.3.2 高温氧化试验 |
| 2.3.3 高温热腐蚀试验 |
| 2.3.4 硬度测试 |
| 2.4 材料组织及物相分析 |
| 2.4.1 金相显微组织分析 |
| 2.4.2 扫描电镜显微组织分析 |
| 2.4.3 X射线衍射物相分析 |
| 第3章 NiAlSiY的真空冶金制备工艺研究 |
| 3.1 材料的制备方法 |
| 3.1.1 真空冶炼方法 |
| 3.1.2 熔体中气体与杂质的来源 |
| 3.2 真空感应熔炼设备 |
| 3.2.1 真空感应炉坩埚的有效容积 |
| 3.2.2 真空感应炉坩埚的实际容积 |
| 3.2.3 真空感应炉坩埚的直径和高度 |
| 3.2.4 真空感应炉坩埚壁厚 |
| 3.2.5 感应器的尺寸确定 |
| 3.2.6 坩埚的生产工艺 |
| 3.2.7 真空感应熔炼炉的选择 |
| 3.3 材料的制备工艺 |
| 3.3.1 配料 |
| 3.3.2 装料 |
| 3.3.3 熔炼工艺各阶段的确定 |
| 3.3.4 熔化期 |
| 3.3.5 精炼前期 |
| 3.3.6 精炼后期 |
| 3.3.7 合金化 |
| 3.3.8 浇注期 |
| 3.4 工艺的选择 |
| 3.5 合金熔体的净化 |
| 3.5.1 挥发 |
| 3.5.2 除气 |
| 3.5.3 分解 |
| 3.5.4 碳脱氧 |
| 3.5.5 铝脱氧 |
| 3.6 真空熔炼对NiAlSiY合金的性能分析 |
| 3.6.1 真空熔炼NiAlSiY合金的XRD分析 |
| 3.6.2 真空熔炼NiAlSiY合金的金相显微组织分析 |
| 3.6.3 真空熔炼NiAlSiY合金的夹杂物分析 |
| 3.6.4 真空熔炼NiAlSiY合金的表面分析 |
| 3.6.5 硬度分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 电渣重熔工艺研究 |
| 4.1 渣系成分设计与优化 |
| 4.1.1 渣系相图分析 |
| 4.1.2 渣系熔点测定 |
| 4.1.3 熔渣电导率 |
| 4.1.4 渣料密度 |
| 4.1.5 渣料黏度 |
| 4.1.6 熔渣的表面张力和熔渣与金属液之间的界面张力 |
| 4.2 电渣熔铸工艺参数设计 |
| 4.2.1 结晶器直径的确定 |
| 4.2.2 电极尺寸的确定 |
| 4.2.3 渣量的确定 |
| 4.2.4 电制度的确定 |
| 4.3 合金的电渣重熔 |
| 4.3.1 自耗电极的制备 |
| 4.3.2 渣料预处理 |
| 4.3.3 电渣重熔操作流程 |
| 4.3.4 电渣熔铸过程 |
| 4.4 电渣重熔对NiAlSiY合金的性能分析 |
| 4.4.1 合金的成分分析 |
| 4.4.2 电渣重熔对NiAlSiY合金金相组织的影响 |
| 4.4.3 电渣重熔NiAlSiY合金的XRD分析 |
| 4.4.4 电渣重熔NiAlSiY合金的夹杂物分析 |
| 4.4.5 电渣重熔NiAlSiY合金的表面分析 |
| 4.4.6 硬度分析 |
| 4.5 电渣重熔展望 |
| 4.5.1 电渣炉的改进 |
| 4.5.2 电渣炉改进对脱硫效果的影响 |
| 4.5.3 电渣炉改进对电渣锭元素的影响 |
| 4.5.4 电渣炉改进对夹杂物的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 轧制拉拔工艺研究 |
| 5.1 轧制坯料的制备 |
| 5.2 轧制流程 |
| 5.3 轧制对NiAlSiY合金的性能分析 |
| 5.3.1 轧制对合金的显微组织的影响 |
| 5.3.2 硬度测试 |
| 5.4 拉拔流程 |
| 5.5 拉拔对NiAlSiY合金的性能分析 |
| 5.5.1 拉拔对合金的显微组织的影响 |
| 5.5.2 硬度测试 |
| 5.5.3 拉伸性能测试 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 高温热腐蚀和高温氧化试验 |
| 6.1 高温热腐蚀试验 |
| 6.1.1 试验方法 |
| 6.1.2 高温热腐蚀动力学 |
| 6.1.3 X-射线衍射分析 |
| 6.1.4 腐蚀层截面分析 |
| 6.2 高温氧化试验 |
| 6.2.1 试验方法 |
| 6.2.2 合金丝宏观研究 |
| 6.2.3 高温氧化动力学 |
| 6.2.4 氧化膜的组成 |
| 6.2.5 氧化膜表面形貌与分析 |
| 6.2.6 氧化膜截面形貌与分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（2）电渣重熔大型IN718镍基合金铸锭合金元素氧化控制的基础研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 镍基高温合金的冶炼工艺 |
| 2.1.1 真空感应熔炼 |
| 2.1.2 真空自耗熔炼 |
| 2.1.3 电渣重熔 |
| 2.2 电渣重熔冶炼镍基合金需要解决的问题 |
| 2.2.1 镍基合金易氧化元素烧损控制 |
| 2.2.2 电渣重熔镍基合金气体杂质元素控制 |
| 2.3 国内外研究进展 |
| 2.3.1 电渣重熔过程易氧化元素烧损的研究进展 |
| 2.3.2 电渣重熔镍基合金过程脱硫的研究进展 |
| 2.3.3 电渣重熔渣系设计的研究进展 |
| 2.3.4 电渣重熔新技术的发展 |
| 2.4 课题研究背景及意义 |
| 2.5 研究内容 |
| 2.6 创新点 |
| 3 Ni-Al-Ti熔体热力学性质 |
| 3.1 Al-Ti熔体热力学性质 |
| 3.1.1 热力学模型假设条件 |
| 3.1.2 Al-Ti二元熔体中结构单元的质量作用浓度 |
| 3.1.3 Al-Ti二元系熔体中各分子的平衡常数计算 |
| 3.1.4 Al-Ti二元熔体溶解吉布斯自由能和过剩性质的确定 |
| 3.2 Ni-Ti熔体热力学性质 |
| 3.3 Ni-Al熔体热力学性质 |
| 3.4 Ni-Al-Ti熔体热力学性质 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 Ni-Al-Ti熔体热物理性质 |
| 4.1 合金熔体粘度和表面张力的预报模型 |
| 4.1.1 粘度预报模型 |
| 4.1.2 表面张力预报模型 |
| 4.2 Ni-Al、Ni-Ti、Al-Ti和Ni-Al-Ti三元熔体的粘度 |
| 4.3 Ni-Al、Ni-Ti、Al-Ti和Ni-Al-Ti三元熔体的表面张力 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 Inconel 718合金Al、Ti元素氧化热力学分析 |
| 5.1 CaF_2-CaO-Al_2O_3-MgO-TiO_2渣系 |
| 5.1.1 不同温度下炉渣组成对平衡Al含量的影响 |
| 5.1.2 不同温度下炉渣组成对平衡Ti含量的影响 |
| 5.1.3 不同温度下合金中Ti含量对平衡Al含量的影响 |
| 5.1.4 不同温度下合金中Al含量对平衡Ti含量的影响 |
| 5.2 CaO-SiO_2-MgO-FeO-Al_2O_3-TiO_2-CaF_2渣系 |
| 5.2.1 渣系中各结构单元或离子对质量作用浓度的热力学模型 |
| 5.2.2 Inconel 718合金中Al和Ti的氧化顺序 |
| 5.2.3 渣系中各组元活度与成分的关系 |
| 5.2.4 渣系中各组元活度比与成分的关系 |
| 5.2.5 合金中平衡Al含量与炉渣成分与温度的关系 |
| 5.2.6 合金中Ti的氧化反应与炉渣成分与温度的关系 |
| 5.3 温度对合金元素氧化的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 Inconel 718合金Al、Ti元素氧化动力学分析 |
| 6.1 实验方案设计 |
| 6.2 实验方案设计依据 |
| 6.2.1 合金与炉渣的均匀性 |
| 6.2.2 CaF_2-CaO-Al_2O_3-MgO-TiO_2炉渣的流动性 |
| 6.2.3 CaF_2-CaO-Al_2O_3-MgO-TiO_2炉渣融化时间的确定 |
| 6.2.4 CaF_2-CaO-Al_2O_3-MgO-TiO_2炉渣碳容量 |
| 6.3 动力学模型建立 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 Inconel 718合金气体杂质脱除 |
| 7.1 |
| 7.1.1 实验样品制备 |
| 7.1.2 实验过程 |
| 7.2 脱硫质量传输模型建立 |
| 7.3 渣中CaO、CaF_2和MgO含量变化对合金中氧含量的影响 |
| 7.4 渣中CaO、CaF_2和MgO含量变化对合金中硫含量的影响 |
| 7.5 渣中TiO_2含量变化对合金中硫含量的影响 |
| 7.6 合金中Al和Ti含量变化对脱氧和脱硫的影响 |
| 7.7 温度变化对合金中硫含量的影响 |
| 7.8 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（3）FGH96粉末高温合金母合金的纯净化技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 粉末高温合金概述 |
| 2.1.1 国外粉末高温合金发展历程 |
| 2.1.2 国内粉末高温合金发展历程 |
| 2.1.3 粉末高温合金制粉方法 |
| 2.2 粉末高温合金熔炼制备工艺 |
| 2.2.1 真空感应熔炼 |
| 2.2.2 电渣重熔 |
| 2.2.3 真空自耗重熔 |
| 2.2.4 电子束熔炼 |
| 2.2.5 磁悬浮熔炼 |
| 2.3 非金属夹杂物概述 |
| 2.3.1 发展历史 |
| 2.3.2 来源和分类 |
| 2.3.3 对合金性能的影响 |
| 2.3.4 分析方法 |
| 2.3.5 夹杂物的去除技术 |
| 2.4 粉末高温合金中非金属夹杂物研究现状 |
| 2.5 课题背景及意义 |
| 3 研究内容及研究方法 |
| 3.1 研究材料 |
| 3.2 研究内容 |
| 4 真空感应熔炼过程夹杂物的演变行为 |
| 4.1 坩埚材质对夹杂物的影响 |
| 4.1.1 实验方法 |
| 4.1.2 研究结果和讨论 |
| 4.1.3 各类夹杂物生成热力学计算 |
| 4.1.4 试样化学成分 |
| 4.1.5 试样的夹杂物 |
| 4.1.6 坩埚与合金液界面反应 |
| 4.2 活泼元素加入顺序对夹杂物的影响 |
| 4.2.1 实验方法 |
| 4.2.2 研究结果和讨论 |
| 4.3 真空感应熔炼铸锭中的夹杂物 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 大气电渣重熔过程夹杂物的演变行为 |
| 5.1 实验条件 |
| 5.2 研究结果和讨论 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 真空电渣重熔过程夹杂物的演变行为 |
| 6.1 气氛对夹杂物的影响 |
| 6.1.1 实验条件 |
| 6.1.2 研究结果和讨论 |
| 6.2 渣料成分对夹杂物的影响 |
| 6.2.1 实验条件 |
| 6.2.2 研究结果和讨论 |
| 6.3 三联熔炼技术控制夹杂物含量 |
| 6.3.1 实验条件 |
| 6.3.2 研究结果和讨论 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 真空磁悬浮熔炼过程夹杂物的演变行为 |
| 7.1 实验方法 |
| 7.2 研究结果和讨论 |
| 7.2.1 化学成分 |
| 7.2.2 夹杂物 |
| 7.3 夹杂物聚集和上浮机理 |
| 7.4 浇注对夹杂物上浮的影响 |
| 7.5 熔炼过程中夹杂物在线观测 |
| 7.5.1 实验方法 |
| 7.5.2 熔化和凝固过程夹杂物的演变 |
| 7.5.3 凝固过程中氧化物的演变 |
| 7.6 本章小结 |
| 8 夹杂物对疲劳裂纹扩展速率的影响 |
| 8.1 实验方法 |
| 8.1.1 合金制备 |
| 8.1.2 疲劳裂纹扩展实验 |
| 8.2 夹杂物特征 |
| 8.3 夹杂物对显微组织的影响 |
| 8.4 夹杂物对拉伸和冲击性能的影响 |
| 8.5 夹杂物对疲劳裂纹扩展性能的影响 |
| 8.6 本章小结 |
| 9 结论 |
| 10 主要创新点 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（4）镍基高温合金真空感应熔炼脱氮工艺及机理的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 镍基高温合金概述 |
| 1.1.1 镍基高温合金分类 |
| 1.1.2 镍基高温合金的组织特点 |
| 1.1.3 镍基高温合金中合金元素的作用 |
| 1.2 真空感应熔炼概述 |
| 1.2.1 真空感应熔炼的特点 |
| 1.2.2 真空感应熔炼设备及辅助措施 |
| 1.3 微量元素对镍基高温合金性能的影响 |
| 1.4 国内外在真空感应熔炼脱氮领域中的研究现状及分析 |
| 1.4.1 国外在真空感应熔炼脱氮领域中的研究现状及分析 |
| 1.4.2 国内在真空感应熔炼脱氮领域中的研究现状及分析 |
| 1.5 本课题目的及意义 |
| 2 镍基高温合金超纯净熔炼工艺的研究 |
| 2.1 熔炼设备及分析仪器 |
| 2.2 原材料成分计算 |
| 2.3 熔炼工艺中各阶段的确定 |
| 2.4 熔炼炉次的排定 |
| 3 镍基高温合金真空感应熔炼脱氮的研究 |
| 3.1 镍基高温合金真空感应熔炼脱氮原理 |
| 3.2 实验方法及结论 |
| 3.2.1 实验方法 |
| 3.2.2 实验结论 |
| 3.2.3 高温合金中氮的存在形态 |
| 3.3 各种影响因素对脱氮的分析 |
| 3.3.1 铝对镍基高温合金脱氮的影响 |
| 3.3.2 钛对镍基高温合金脱氮的影响 |
| 3.3.3 真空度对脱氮的影响 |
| 3.3.4 合金精炼时间对脱氮的影响 |
| 3.3.5 浇注温度对脱氮的影响 |
| 3.3.6 炉体漏气率对脱氮的影响 |
| 4 脱氮动力学及脱氮热力学 |
| 4.1 脱氮动力学 |
| 4.1.1 界面化学反应 |
| 4.1.2 氮通过合金液边界层的扩散 |
| 4.1.3 脱氮过程中平衡常数的计算 |
| 4.1.4 结果分析 |
| 4.2 脱氮热力学 |
| 4.2.1 相互作用系数的计算方法 |
| 4.2.2 实验及结果 |
| 4.2.3 钛对氮的相互作用系数的计算 |
| 4.2.4 氮的溶解度的计算 |
| 5 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（5）Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的电子束精准制备及组织调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 TiAl合金简介 |
| 1.2.1 TiAl合金的研究与发展 |
| 1.2.2 TiAl合金的常见相及组织介绍 |
| 1.3 TiAl合金的主要制备方法 |
| 1.3.1 真空电弧熔炼(VAR) |
| 1.3.2 真空感应凝壳熔炼(ISM) |
| 1.3.3 等离子束熔炼(PAM) |
| 1.3.4 电子束熔炼(EBM) |
| 1.3.5 不同制备工艺的对比 |
| 1.4 本文的主要研究目的和内容 |
| 2 实验材料及方法 |
| 2.1 Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的电子束精炼制备 |
| 2.1.1 实验原材料 |
| 2.1.2 电子束精炼设备 |
| 2.1.3 实验过程 |
| 2.2 Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的热处理 |
| 2.4 合金的检测与表征 |
| 2.4.1 金相显微镜(OM) |
| 2.4.2 X-射线荧光光谱分析仪(XRF) |
| 2.4.3 X-射线衍射分析仪(XRD) |
| 2.4.4 电子探针显微镜(EPMA) |
| 2.4.5 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.4.6 维氏硬度仪(HRV) |
| 3 Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的电子束精准制备 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的热力学分析 |
| 3.2.1 二元合金系活度的计算 |
| 3.2.2 三元合金系活度的计算 |
| 3.2.3 四元合金系活度的计算 |
| 3.2.4 四元合金系组元的挥发趋势 |
| 3.3 Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的动力学分析 |
| 3.3.1 理论挥发速率 |
| 3.3.2 实验结果 |
| 3.3.3 理论与实际结果对比 |
| 3.4 Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的精准制备 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 热处理工艺对Ti-48Al-2Cr-2Nb合金组织形貌及性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 铸态Ti-48Al-2Cr-2Nb合金分析 |
| 4.2.1 Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的相组成 |
| 4.2.2 Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的显微组织 |
| 4.2.3 热处理温度对显微组织的影响 |
| 4.2.4 热处理时间对显微组织的影响 |
| 4.2.5 热处理工艺对力学性能的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（6）Ni-Cr-Co三元合金电子束精炼过程中挥发行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 镍基高温合金 |
| 1.1.1 镍基高温合金概述 |
| 1.1.2 镍基高温合金的发展 |
| 1.2 镍基中间合金 |
| 1.2.1 Ni-W合金 |
| 1.2.2 Ni-Cr合金 |
| 1.2.3 Ni-Cr-Co三元合金 |
| 1.3 高温合金熔炼工艺 |
| 1.3.1 电弧熔炼 |
| 1.3.2 真空感应熔炼 |
| 1.3.3 电渣重熔 |
| 1.3.4 双联熔炼 |
| 1.3.5 三联熔炼方式 |
| 1.4 电子束精炼技术 |
| 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 O、N对于高温合金性能的影响及去除 |
| 1.5.1 O、N对高温合金性能的影响 |
| 1.5.2 O、N的去除方式 |
| 1.6 本论文的研究目的和主要内容 |
| 1.6.1 研究目的 |
| 1.6.2 主要内容 |
| 2 实验原料与方法 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.2.1 电子束精炼设备 |
| 2.3 实验工艺 |
| 2.3.1 实验原料准备 |
| 2.3.2 实验参数设计 |
| 2.4 实验过程 |
| 2.5 检测方法 |
| 3 Ni-Cr-Co三元合金的元素挥发行为 |
| 3.1 Miedema生成热模型 |
| 3.1.1 由Miedema生成热模型求二元系合金组元的活度 |
| 3.1.2 三元系合金组元活度的计算 |
| 3.2 Ni-Cr-Co三元合金主元素的挥发规律 |
| 3.2.1 合金成分变化 |
| 3.2.2 元素挥发速率 |
| 3.2.3 熔体表面的平均温度 |
| 3.2.4 质量损失率 |
| 3.2.5 Ni-Cr-Co三元合金计算模型的验证 |
| 3.2.6 FGH4096母合金电子束精炼过程中Ni、Cr、Co的挥发 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 电子束熔炼制备FGH4096母合金 |
| 4.1 电子束制备Ni-W合金 |
| 4.1.1 Ni-W合金的原料配比及熔炼工艺 |
| 4.1.2 Ni-W合金的成分 |
| 4.2 电子束单联熔炼FGH4096母合金 |
| 4.2.1 FGH4096母合金的原料配比 |
| 4.2.2 FGH4096母合金的熔炼工艺 |
| 4.2.3 FGH4096母合金的成分变化 |
| 4.2.4 FGH4096母合金铸锭的凝固组织 |
| 4.2.5 FGH4096母合金的元素分布 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
（7）用于镍基高温合金熔炼氧化锆耐火材料的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 本文主要创新点 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 高温合金概述 |
| 1.2.1 高温合金的发展历程及发展趋势 |
| 1.2.2 镍基高温合金 |
| 1.3 高温合金熔炼制备工艺 |
| 1.3.1 高温合金的熔炼方法 |
| 1.3.2 真空感应熔炼 |
| 1.4 耐火材料在冶炼过程的分解 |
| 1.5 ZrO_2的性质及应用 |
| 1.5.1 ZrO_2晶体结构及特性 |
| 1.5.2 ZrO_2的增韧机制 |
| 1.5.3 ZrO_2掺杂研究现状 |
| 1.5.4 MgO-PSZ耐侵蚀性能研究现状 |
| 1.6 本文研究的目的、意义及内容 |
| 1.6.1 研究的目的及意义 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 第二章 实验方法与样品表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验方法简述 |
| 2.2.1 MgO-PSZ耐火材料成型方法 |
| 2.2.2 高温热模拟侵蚀实验 |
| 2.2.3 真空感应熔炼实验 |
| 2.3 实验设备及原料 |
| 2.3.1 实验设备 |
| 2.3.2 实验原料 |
| 2.4 实验表征 |
| 2.4.1 MgO-PSZ耐火材料性能分析 |
| 2.4.2 界面反应层分析 |
| 2.4.3 合金成分分析 |
| 第三章 MgO-PSZ的烧结行为及性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 实验原料 |
| 3.2.2 实验过程 |
| 3.3 MgO-PSZ烧结行为 |
| 3.4 掺杂MgO含量对MgO-PSZ的影响 |
| 3.4.1 掺杂MgO含量对MgO-PSZ相组成及微观结构影响 |
| 3.4.2 掺杂MgO含量对MgO-PSZ抗热震性能的影响 |
| 3.5 本章结论 |
| 第四章 镍基高温合金与MgO-PSZ界面行为 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 实验原料 |
| 4.2.2 实验过程 |
| 4.3 镍基高温合金与MgO-PSZ界面行为 |
| 4.3.1 镍基高温合金与MgO-PSZ润湿行为 |
| 4.3.2 镍基高温合金与MgO-PSZ界面反应 |
| 4.3.3 镍基高温合金与MgO-PSZ界面反应机制 |
| 4.4 侵蚀时间及循环使用次数对MgO-PSZ耐侵蚀性的影响 |
| 4.4.1 侵蚀时间对MgO-PSZ耐侵蚀性的影响 |
| 4.4.2 循环使用次数对MgO-PSZ耐侵蚀性的影响 |
| 4.5 MgO-PSZ破损机理 |
| 4.5.1 热循环对MgO-PSZ性能的影响 |
| 4.5.2 Al元素对MgO-PSZ耐侵蚀性的影响 |
| 4.5.3 MgO-PSZ破损机理探讨 |
| 4.6 本章结论 |
| 第五章 Al_2O_3掺杂改善MgO-PSZ耐侵蚀性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验条件 |
| 5.2.1 实验原料 |
| 5.2.2 实验过程 |
| 5.3 使用次数对Al_2O_3掺杂的MgO-PSZ耐侵蚀性的影响 |
| 5.4 Al_2O_3掺杂含量对 3.5 wt% MgO-PSZ的影响 |
| 5.4.1 Al_2O_3掺杂含量对 3.5 wt% MgO-PSZ相组成及微观结构影响 |
| 5.4.2 Al_2O_3掺杂含量对 3.5%MgO-PSZ抗热震性能的影响 |
| 5.5 Al_2O_3掺杂改善 3.5% MgO-PSZ耐侵蚀性的机制 |
| 5.5.1 循环化学侵蚀对Al_2O_3掺杂的MgO-PSZ耐侵蚀性能的影响 |
| 5.5.2 热循环对Al_2O_3掺杂的 3.5wt%MgO-PSZ耐侵蚀性能的影响 |
| 5.5.3 Al_2O_3掺杂的 3.5% MgO-PSZ耐侵蚀性能提高机制的探讨 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 镍基高温合金熔炼实验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验方法 |
| 6.2.1 实验材料 |
| 6.2.2 实验过程 |
| 6.3 坩埚材料在高温高真空条件下稳定性的热力学分析 |
| 6.3.1 真空熔炼镍基高温合金时坩埚材料的热分解 |
| 6.3.2 熔炼镍基高温合金时真空度对碳与坩埚反应的影响 |
| 6.4 坩埚材料对镍基高温合金中氧含量的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 附录 |
| 参考文献 |
| 作者在攻读博士学位期间所取得的成果 |
| 作者在攻读博士学位期间所获得的奖励 |
| 作者在攻读博士学位期间所参与的项目 |
| 致谢 |
（9）电子束精炼高纯镍基高温合金用Ti-Ni中间合金的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 镍基高温合金概述及熔炼方法 |
| 1.1.1 镍基高温合金概述 |
| 1.1.2 镍基高温合金的发展 |
| 1.2 高温合金熔炼方法 |
| 1.2.1 真空电弧熔炼炉熔炼 |
| 1.2.2 真空感应炉熔炼 |
| 1.2.3 真空电渣重熔炉熔炼 |
| 1.2.4 双联熔炼 |
| 1.2.5 三联熔炼 |
| 1.3 中间合金 |
| 1.3.1 中间合金定义 |
| 1.3.2 中间合金特点 |
| 1.3.3 中间合金种类 |
| 1.3.4 中间合金用途 |
| 1.4 电子束精炼技术及其应用 |
| 1.4.1 电子束精炼特征 |
| 1.4.2 电子束精炼技术应用 |
| 1.4.3 电子束熔炼高温合金用中间合金的意义 |
| 1.5 本论文的研究目的和主要内容 |
| 1.5.1 研究目的 |
| 1.5.2 主要内容 |
| 2 实验原料与方法 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.2.1 电子束精炼设备 |
| 2.3 实验工艺 |
| 2.3.1 实验原料及工艺 |
| 2.4 实验过程 |
| 2.5 检测方法 |
| 2.6 Ti-Ni中间合金成分的选择 |
| 3 精炼Ti_3Ni二元合金过程中元素的挥发行为 |
| 3.1 Miedema生成热模型 |
| 3.2 Ti_3Ni合金中各元素的挥发速率及活度 |
| 3.2.1 纯元素的饱和蒸压 |
| 3.2.2 Ti_3Ni二元合金中各组元的活度 |
| 3.2.3 Ti_3Ni二元合金中各元素的实际挥发速率 |
| 3.2.4 精炼Ti_3Ni合金过程中熔体平均温度 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 Ti_3Ni合金氧、氮元素及其夹杂除去 |
| 4.1 氧、氮元素及其夹杂分布 |
| 4.2 氧、氮元素去除机制探讨 |
| 4.3 TiO_2及TiN夹杂物的去除行为 |
| 4.3.1 TiO_2的去除机制 |
| 4.3.2 TiN的去除机制 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文及专利情况 |
（10）增压涡轮用高温合金K418氧氮脱除工艺与细晶铸造研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 高温合金概述 |
| 1.1.1 高温合金简介 |
| 1.1.2 国外高温合金的发展 |
| 1.1.3 我国高温合金的发展 |
| 1.2 高温合金氧氮脱除工艺研究 |
| 1.2.1 氧氮脱除工艺研究背景 |
| 1.2.2 国内外氧氮脱除工艺研究现状 |
| 1.3 高温合金的细晶铸造工艺研究 |
| 1.3.1 高温合金细晶铸造技术背景 |
| 1.3.2 高温合金细晶铸造研究现状 |
| 1.3.3 高温合金细晶铸件的应用进展 |
| 1.4 增压涡轮细晶铸造的必要性 |
| 1.5 研究的目的与内容 |
| 第二章 高温合金K418 氧氮脱除工艺研究 |
| 引言 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验装置 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.4 实验结果 |
| 2.5 不同因素对氧氮含量的影响 |
| 2.5.1 真空下碳对氧氮含量的影响 |
| 2.5.2 过滤净化对氧氮含量的影响 |
| 2.5.3 电磁搅拌对氧氮含量的影响 |
| 2.5.4 铝和CaO坩埚对氧氮含量影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 高温合金K418 细晶铸造工艺研究 |
| 引言 |
| 3.1 实验材料 |
| 3.2 实验设备 |
| 3.3 实验方法 |
| 3.4 试样制备与分析 |
| 3.4.1 金相试样制备 |
| 3.4.2 材料组织结构分析 |
| 3.5 低频旋转电磁场对高温合金K418 凝固组织的影响 |
| 3.5.1 旋转电磁场对高温合金K418 宏观和微观晶粒组织的影响 |
| 3.5.2 旋转电磁场对K418 高温合金元素偏析的影响 |
| 3.5.3 旋转电磁场对K418 合金铸造缺陷的影响 |
| 3.5.4 旋转电磁场对K418 高温合金γ'相的影响 |
| 3.5.5 旋转电磁场对K418 高温合金MC型碳化物的影响 |
| 3.5.6 旋转电磁场对K418 高温合金(γ+γ')共晶相的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 细晶组织对K418 合金力学性能的影响 |
| 引言 |
| 4.1 力学性能测试与断口分析 |
| 4.1.1 力学性能测试 |
| 4.1.2 断口分析 |
| 4.2 细晶组织对高温合金拉伸性能的影响 |
| 4.2.1 室温拉伸性能 |
| 4.2.2 650℃拉伸性能 |
| 4.3 细晶组织对高温合金低周疲劳寿命的影响 |
| 4.3.1 室温疲劳寿命 |
| 4.3.2 650℃疲劳寿命分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论及展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间主要研究成果 |
四、镍基高温合金真空熔炼过程中镁挥发的动力学（论文参考文献）
- [1]Ni-Al系合金轧制锭坯真空冶金及炉外精炼工艺及性能研究[D]. 田开文. 江苏科技大学, 2020(03)
- [2]电渣重熔大型IN718镍基合金铸锭合金元素氧化控制的基础研究[D]. 段生朝. 北京科技大学, 2021(02)
- [3]FGH96粉末高温合金母合金的纯净化技术研究[D]. 高小勇. 北京科技大学, 2020(01)
- [4]镍基高温合金真空感应熔炼脱氮工艺及机理的研究[D]. 王飞. 沈阳大学, 2007(01)
- [5]Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的电子束精准制备及组织调控[D]. 刘惠平. 大连理工大学, 2020(02)
- [6]Ni-Cr-Co三元合金电子束精炼过程中挥发行为研究[D]. 李赫. 大连理工大学, 2019(02)
- [7]用于镍基高温合金熔炼氧化锆耐火材料的研究[D]. 姜兰. 上海大学, 2017(02)
- [8]铁和镍真空熔炼用碳脱氧的物理化学原理[J]. 魏季和. 西安建筑科技大学学报(自然科学版), 1978(01)
- [9]电子束精炼高纯镍基高温合金用Ti-Ni中间合金的研究[D]. 郑俊. 大连理工大学, 2020(02)
- [10]增压涡轮用高温合金K418氧氮脱除工艺与细晶铸造研究[D]. 王绍爽. 江苏大学, 2019(02)