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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:簡安
研究生(外文):Chien, Ann
論文名稱:鎳基合金鋁化保護層之生成機構與微觀組織研究
論文名稱(外文):Microstructures and mechanisms of aluminized coatings on nickel-base alloy
指導教授:甘德新
指導教授(外文):Gan, Der Shin
學位類別:博士
校院名稱:國立中山大學
系所名稱:材料科學(工程)研究所
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1995
畢業學年度:83
語文別:英文
中文關鍵詞:鋁化保護層擴散界面介金屬非晶質缺陷結構結構空位
外文關鍵詞:Aluminized coatingdiffusioninterfaceintermetallic compoundamorphization
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本論文主要針對高鋁之二階段處理之鋁化保護層試片,進行結晶構造與微
觀組織分析,以進一步了解其形成機構.由於超合金之成份非常複雜,而使
合金基材與鋁化保護層之界面分析相當困難.因此在本研究中選擇一簡單
合金英高鎳600.英高鎳 600經第一段鋁化處理,形成基底為Ni2Al3相之鋁
化層.研鋁化層與基材界面向外分別形成sigma相與beta相,而母材本身為
gama相.在sigma ,gama和beta相之間沒有晶向關係.sigma相對鎳與鋁而言
為有效之擴散屏障.由sigma相的存在顯示鎳必須由基材向外擴散,導致鉻
與鐵之累積而生成一層sigma相.緊鄰sigma相的基材經擇區繞射分析顯示
有Ni3Al晶格,由此證明鋁原子亦經sigma相之晶界向基材擴散.在Ni2Al3相
為基底之鋁化層中有大量的apha-Cr析出物,而此析出物中還有極細小的
Cr5Al8析出物析出.apha-Cr與Cr5Al8之間有良好之晶向關係.英高鎳600之
第二階段處理主要為鎳向外擴散,其鋁化層可分為三層:界面層,內層和外
層.外層之基底為Al-rich NiAl相,其中有apha- Cr析出物,而Cr2Al析出物
同時在Al-rich NiAl相與apha-Cr析出物中析出,且同時具有良好之晶向關
係.在界面能與應變能的相互影響下,Cr2Al析出物在Al-rich NiAl相與
apha-Cr析出物中形成隨意排列與格子狀之不同的形態.為了除去析出物的
干擾,因此選擇純鎳為基材,如此可進一步了解鎳 ,鋁原子之擴散對鋁化層
與母材界面間微觀結構的影響.純鎳試片經第一階段處理後,鋁化層向外可
分為四層:Ni2Al3,Al-rich NiAl,Ni-rich NiAl與 Ni3Al層.在各層之間,
除了Al-rich NiAl與Ni-rich NiAl之界面外,其於各層之間皆無晶向關係.
此結果為擴散過程中所形成之結構空位之有序化與鎳鋁介金屬化合物的缺
陷結構所形成.同時在母材與Ni3Al層之間也發現非晶質區域何納米尺寸的
微小晶粒,此為擴散所引起的非晶化現象.
COVER
Abstract
1.Introduction
2.Literature Survey
2.1 Kinetics of the Pack Aluminizing Process
2.2 Mechanisms of Aluminized Coatings
2.3 Crystal Structure Data and Phases in Aluminized Coatings
2.3.1 Crystal Structures Data of Ni-Al Alloy
2.3.2 Crystal Structure of Phases in Aluminized Coatings
2.4 Ordering Transiton of Ni-Al Alloy
2.4.1 Ordering Transition in Ni3A1
2.4.2 Ordering Transition in NiAl
2.4.3 Tweed Microstructures
2.4.4 Martensitic Transformation in P-NiAl
2.5 Orientation Relationships in Aluminized Coatings
2.5.1 First-Stage Aluminized Coatings on Nickel-based Superalloys
2.5.2 Second-Stage Aluminized Coatings on Nickel-based Superalloys
2.6 Diffusion Data of Ni-Al System
2.6.1 Ni-Al Diffusion Couples
2.6.2 Aluminization of Pure Ni
2.6.3 Aluminization of Ni-Cr Alloys
2.7 Diffusion Induced Microstructure Changes
2.7.1 Dislocation and Plastic Flow
2.7.2 Diffusion Induced Recrystallization
2.7.3 Solid State Amorphization
2.8 Scope and Purpose of this Research
3.Experimental procedures
3.1 Aluminized Coatings of pure Nickel and Inconel 600 Alloy
3.1.1 Materials
3.1.2 Pack Aluminizing Procedures
3.2 Microstructure Analysis
4. Experimental Results
4.1 First-Stage Coatings of Pure Ni
4.1.1 99.5 % Ni
4.1.2 99.99 % Ni
4.2 Second-Stage Coatings of Pure Ni
4.3 First-Stage Coatings of Inconel 600
4.4 Second-Stage Coatings of Inconel 600
4.5 Summary
4.5.1 Two-Stage Coatings on Pure Ni
4.5.2 Two-Stage Coatings on Inconel 600
5. Discussion
5.1 Aluminized Coatings on Pure Ni
5.1.1 Surface Morphology of Coatings
5.1.2 Effect of Ni Purity
5.1.3 Interface between Ni-rich and Al-rich P-NiAl
5.1.4 y/,y '' Interface
5.1.5 0/8 Interface
5.1.6 y '' Precipitation in y Substrate
5.1.7 Orientation relationship at interphase interfaces
5.2 Aluminized Coatings on Inconel 600
5.2.1 Interfacial a Phase
5.2.2 Amorphous Region
5.2.3. Precipitation of Chromium Aluminide
5.2.4 Implication of this study
6. Conclusions
6.1 Aluminized Coatings on Pure Ni
6.2 Aluminized Coatings on Inconel 600
References
Appendix
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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