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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
单晶高温合金，消除了晶界，具有优异的高温力学性能，是制造先进航空发动机涡轮叶片和导向叶片的关键材料。但是在单晶叶片的生产过程中，存在一个不容忽视的题目，表面再结晶。单晶高温合金一般少有晶界强化元素，而再结晶的出现会显著降低单晶高温合金的疲劳寿命和断裂强度。含Re的Ni3Al基单晶高温合金IC21是北京航空航天大学研制的单晶高温合金，具有优异的高温力学性能。本文研究了Ni3Al基单晶高温合金IC21的再结晶动力学以及组织演变，Re元素对Ni3Al基单晶高温合金再结晶行为的影响，温度、喷砂压力和时间对再结晶行为的影响，探讨了控制再结晶的方法。试样喷砂变形之后在1280℃下退火不同时间，研究Ni3Al 基单晶高温合金IC21的表面再结晶动力学。结果表明，总体来说，该合金再结晶动力学，也就是说再结晶厚度与时间的关系，可以用Johnson-Mehl-Avrami方程来描述。但是该合金枝晶干和枝晶间再结晶动力学明显不同，枝晶干再结晶厚度和速率分别厚于和快于枝晶间再结晶厚度和速率。γ′不是造成该合金再结晶动力学不同的原因，而是枝晶间Y-NiMo相的作用。在枝晶间，初生Y-NiMo相随着退火时间逐渐溶解，而次生Y-NiMo相在枝晶间沉淀出来，然后粗化，随着退火时间的延长，次生Y-NiMo相又溶回到基体。Y-NiMo相的沉淀和溶解与再结晶同时发生。Y-NiMo相对再结晶有阻碍作用，而且Y-NiMo相转变会消耗一部分再结晶驱动力，这种阻碍作用，随着Y-NiMo相的溶解会逐渐减弱，直至不再阻碍再结晶。最终，在枝晶干和枝晶间区域并没有达到一致的厚度，依旧是枝晶干区域的再结晶厚度高于枝晶间再结晶厚度。研究了Re元素对Ni3Al 基单晶高温合金再结晶的影响。在1280℃退火2h的条件下，含Re与不含Re合金再结晶厚度基本一致，但是在相同面积内，含Re合金的再结晶晶粒数量明显多于不含Re合金的再结晶晶粒数量，且孪晶数量也多，含Re合金有促进多晶形成的能力。在1220℃退火10h的条件下，由于γ′的作用，含Re合金的再结晶厚度大于不含Re合金的再结晶厚度。含Re合金形成了大量再结晶晶粒，有少量胞状再结晶；不含Re合金在枝晶干区域形成了胞状再结晶，在枝晶间区域形成了再结晶晶粒，且枝晶干区域的再结晶厚度要小于枝晶间的再结晶厚度，与1280℃时的情况恰好相反。研究了温度对Ni3Al 基单晶高温合金IC21再结晶的影响。结果表明，退火2 h的条件下，再结晶开始之前发生了Y-NiMo相转变，也就是说在900℃和1000℃发生了Y-NiMo相的沉淀和溶解。再结晶起始温度在1000℃ 和 1100℃范围内。在1100℃和 1200℃时，由于γ′的阻碍作用，形成了胞状再结晶，是由粗大的条状γ′和细小的γ + γ′组成。当温度升高到1250℃，大部分γ′溶解，胞状再结晶消失，等轴晶晶粒形成，再结晶厚度会迅速增加。在1200℃时，由于γ′的阻碍作用，使得枝晶干再结晶厚度小于枝晶间再结晶厚度。研究了喷砂条件对再结晶的影响。结果表明，即使在最低的压力下0.20MPa，在1280℃退火2h的条件下，也发生了再结晶。随着喷砂压力的增加，再结晶晶粒尺寸先增大后减小，而再结晶厚度一直增加。1280℃时，再结晶形核开始于枝晶干且靠近枝晶间的区域，在枝晶间有Y-NiMo相存在，形核机制是Y-NiMo相颗粒诱发再结晶形核。试样在0.40 MPa下喷砂，在1350℃退火2h的条件下，临界再结晶喷砂时间位于9s至37s之间。采取调换工艺顺序的方法，即对该合金先固溶1320℃/10h再喷砂0.4MPa/1min，然后时效870℃/32h，结果表明，Ni3Al基单晶高温合金IC21，只是发生了Y-NiMo相转变，并没有发生再结晶。 |
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发表于 2022-4-15 07:51:39
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