镍基高温合金宏微观塑变行为及性能控制

第1章 绪论

 1.1 镍基高温合金概述

 1.2 镍基高温合金强化原理

 1.3 宏/介观塑性变形行为及理论

 1.4 镍基高温合金在航空航天领域的应用

 参考文献

第2章 镍基高温合金微拉伸力学性能及变形机制

 2.1 引言

 2.2 微观组织调控与微拉伸力学性能

 2.3 微拉伸流动应力尺寸效应及材料本构模型

 2.4 微观结构演变行为及断裂机制

 2.5 本章小结

 参考文献

第3章 镍基高温合金微压缩力学性能及变形机制

 3.1 引言

 3.2 微观组织调控与微压缩力学性能

 3.3 微压缩流动应力模型构建

 3.4 微压缩变形行为及机制研究

 3.5 本章小结

 参考文献

第4章 镍基高温合金高温压缩力学性能及本构模型

 4.1 引言

 4.2 高温力学性能

 4.3 高温压缩本构模型

 4.4 热加工图理论

 4.5 本章小结

 参考文献

第5章 镍基高温合金高温压缩过程动态再结晶有限元模拟

 5.1 引言

 5.2 回复再结晶模型

 5.3 高温压缩变形行为有限元模拟

 5.4 基于元胞自动机的热塑性变形组织演化模拟

 5.5 本章小结

 参考文献

第6章 镍基高温合金低周疲劳行为及断裂机制

 6.1 引言

 6.2 低周疲劳性能及寿命模型

 6.3 低周疲劳过程微观结构演变行为

 6.4 低周疲劳断裂机制

 6.5 本章小结

 参考文献

第1章绪论

1.1镍基高温合金概述

高温合金是指在600℃以上的工作温度下有足够的高温强度和抗腐蚀能力，而且能在持久受力情况下工作的结构合金材料。其具有优异的高温力学性能、耐腐蚀性能、抗氧化性能以及出色的表面稳定性、优异的组织稳定性。高温合金的一个显著特点是合金化程度高，通常含有Fe、Ni、Co、Cr、Mo、Al、Ti、Nb等元素，因此也被称为超合金[1]。其含有的主要元素不同会使其基体相产生差异，高温合金按照基体的不同分为铁基高温合金、钴基高温合金和镍基高温合金。其中，镍基高温合金由于出色的综合性能发展最快；铁基高温合金由于在高温环境的氧化和燃气腐蚀条件下易发生氧化和腐蚀，故发展次之；钴基高温合金虽然也具有较好的综合性能，但是由于钴资源的严重短缺，其发展严重受限，故其发展速度最慢。

镍基高温合金主要包含Ni、Co、Cr、W、Mo、Re、Ru、Al、Ta、Ti等元素，其中Ni含量在50%以上，表1-1列出了几种工业镍基高温合金的成分。面心立方结构的镍基体具有较高的相稳定性，并可通过各种直接和间接手段得到强化。此外，其表面稳定性很容易通过加入Cr或A1来改善[2]。

镍基高温合金除了具备较高的强度和较好的抗氧化及抗腐蚀能力之外，另一个显著的特点是，在不超过其初始熔化温度80%的情况下，其可用于负载，这一比例高于任何其他类别的工程合金。因此，镍基高温合金在温度较高的部件中应用最广泛[3]。

镍基高温合金主要用于商用和军用飞机的制造，目前其占先进飞机发动机重量的50%以上。除此之外，镍基高温合金还在石油和天然气工业、太空飞行器、潜艇、核反应堆、军用电机、化学处理容器和热交换管中得到了重要的应用[“）。至今，人们已经发展了几代高温合金，每一代都趋向于具有更高的耐高温性能[5]。

1.1.1镍基高温合金发展历史

20世纪40年代初期，为了满足喷气式飞机对合金性能方面的要求，镍基高温合金被研制成功。英国首先制备出Nimomic75（Ni22Cr-1.5Ti）镍基合金，之后为了提高镍基高温合金蠕变强度，以原有合金为基础，加入了适量的A1元素，研制出了具有较高蠕变强度的镍基合金Nimomic84（Ni22Cr-4.5Ti）[6]。美国于……

本书系统论述了宏微观尺度不同加载条件下镍基高温合金塑变行为及性能控制，主要内容包括镍基高温合金的微拉伸力学性能及变形机制、微压缩力学性能及变形机制、高温压缩力学性能及本构模型、高温压缩过程动态再结晶有限元模拟、低周疲劳行为及断裂机理。 本书可作为高等院校材料类、机械类、力学类等相关专业本科生和研究生的教材，也可为航空航天、能源等相关领域研究人员提供镍基高温合金塑变行为及性能控制相关资料。