【摘 要】
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(Co,Ni)-基高温合金因其具有优异的高温耐腐蚀及热稳定等性能被广泛应用在航空航天领域。随着国防和民用航空航天工业对航空发动机性能需求的不断提升,设计和研发高性能的Co基和Ni基高温合金对提高我国航空航天工业水平具有重要意义。扩散动力学数据库是高温合金材料设计和工艺优化的基础,基于扩散动力学数据,结合各种计算方法可以模拟组织演变及扩散相关过程,能够提高(Co,Ni)-基高温合金材料成份筛选以及工
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(Co,Ni)-基高温合金因其具有优异的高温耐腐蚀及热稳定等性能被广泛应用在航空航天领域。随着国防和民用航空航天工业对航空发动机性能需求的不断提升,设计和研发高性能的Co基和Ni基高温合金对提高我国航空航天工业水平具有重要意义。扩散动力学数据库是高温合金材料设计和工艺优化的基础,基于扩散动力学数据,结合各种计算方法可以模拟组织演变及扩散相关过程,能够提高(Co,Ni)-基高温合金材料成份筛选以及工艺优化的效率。目前,(Co,Ni)-基高温合金动力学数据库还不完善,众多包含重要添加元素的三元合金体系尚未开展研究,因此,本研究针对Co-Mo-Cr、Co-Mo-V、Ni-Cr-W、Ni-Al-Nb以及Ni-Al-Mo五个三元体系,收集各体系的热力学信息及对应子二元的动力学参数,采用扩散偶的实验方法并结合DICTRA软件对原子迁移率参数进行优化评估。主要研究内容如下:(1)针对Co-Mo-Cr、Co-Mo-V、Ni-Cr-W、Ni-Al-Nb以及Ni-AI-Mo五个三元系热力学相图的特点,在fcc单相区选取合金成分并制备了一系列的扩散偶。通过EPMA测定了各扩散偶的浓度-距离曲线,使用Whittle and Green方法获得了上述五个体系互扩散系数的实验值。(2)基于五个三元体系己发表的热力学信息,以及Co-Cr、Co-Mo、Co-V、Ni-Cr、Ni-W、Ni-Al、Ni-Nb和Ni-Mo八个子二元系在fcc单相区的原子迁移率参数,结合本研究所获得的互扩散系数实验值,使用DICTRA软件评估上述五个三元体系中fcc相的原子迁移率参数。(3)基于本研究评估的原子迁移率参数,计算了五个三元体系的互扩散系数,模拟了各扩散偶的浓度-距离曲线和扩散路径,分别与实验值进行比较,计算结果与实验数据吻合地较好,误差均在允许范围内,说明本研究获得的原子迁移率参数是可靠的,能够开展两类合金相关的动力学计算和预测。
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