沈阳工业大学开放实验报告.docx

沈阳工业大学
开放实验报告
题目：9%V惮晶银基合金的蠕变激活能测定
专业班级：
金材0702
实验室名称：
天气： 室温：
姓名： 安广
实验室号：
相对湿度：
学号：
实验组号：
实验时间：
年 月
成绩：
指导教师： 田素贵
批阅时间：
年 月
9%V惮晶银基合金的蠕变激活能测定
一、实验目的及意义：
.掌握合金的热处理方法
.掌握金相试样制备及组织观察方法
.掌握拉伸蠕变实验机的使用及蠕变曲线的测量方法
.了解利用蠕变曲线计算合金蠕变激活能的方法。
二、实验设备
.真空定向凝固炉，用于制备单晶试样；
.箱式电阻炉，用于合金的热处理；
. RCL-3 型蠕变试验机，用于蠕变曲线测定；
. JXA-840 型扫描电子显微镜，用于组织形貌观察。
三、实验步骤
.铸态合金经机械研磨和抛光后，在SEMF观察组织形貌；
.对材料进行完全热处理，并进行SEMA织形貌观察；
.将完全热处理态合金加工成拉伸蠕变样品，并置于蠕变试验机中进行拉伸试蠕变曲 线测定；
.对蠕变后的样品进行SEMA织形貌观察；
.根据拉伸蠕变曲线计算蠕变激活能。
四、蠕变激活能及应力指数的计算
在高温稳态蠕变期间，单晶合金中的立方 相逐渐转变为N-型筏状结构。随蠕变进行， 形变位错在 基体中运动至筏状 相处受阻，热激活促使位错发生攀移而越过 相，并使合 金的应变速率保持恒定，其应变速率服从 Dorn速率方程：
空岛 P(-) n Do exp好
KT d G RT
Q为蠕变激活能；n为应力指数；T为温度；A为常数；P为常数；G为剪切模量；b 为Burgers矢量；K为Boltzmann常数；R为气体常数；D0是频率因子。
在恒温条件下，(4-1)式可简化为：
ln ss nln constant
(4-2)
在包应力条件下，(4-2)式可简化为：
Q (4-3)
Qapp
Ln ss constant
RT
或 Qapp R( Ln 1ss )(4-4)
jpp 、 t i ，
根据合金的蠕变曲线，应用拐点法可得出稳态蠕变速率。根据式( 4-2)、(4-3)及
(4-4),计算出9%建晶合金在稳态期间的应变速率与温度倒数之间的关系服从如下关 系： ln身求 W同温度下的应变速率，绘制曲线如图 (a)所示。根据曲线中
T
数据及方程(4-3),计算出合金在1040c ~1080C范围内的蠕变激活能，9%W\合金的蠕 变激活能为Q = 465kJ/mol , 9%怵金的表观应力指数n2= 。

根据应力指数n的数值，可定性反映合金在稳态蠕变期间的变形机制：当 n = 1时， 蠕变过程受扩散的控制；n约等于3时，蠕变过程受位错滑移所控制；当 n = 4~6时，蠕 变由位错的攀移所控制；当n 6时，是第二相颗粒强化机制。由此，可认为，在试验的 温度和施加应力范围内，9%W聿晶合金在稳态蠕变期间，蠕变过程主要受位错攀移所控 制。
五、实验结果及分析
(1)铸态单晶合金组织形貌
根据合金的化学成分制备出母合金锭。之后，采用选品法，在高温度梯度真空定向凝 固炉中以7mm/min的凝固速度制备出［00