两种热处理对镍基单晶高温合金CMSX-4微观组织和持久性能的影响

研究了第2代镍基单晶高温合金CMSX-4的标准多级预处理+固溶热处理(多级固溶)和一种超初熔点固溶热处理工艺对其组织、元素偏析和持久性能的影响。结果表明:合金经1280℃/1 h+1290℃/2 h+1300℃/6 h,AC+1140℃/4h,AC+870℃/16 h,AC多级固溶热处理(工艺1)后,元素偏析得到较明显改善,在980℃/250 MPa和1070℃/140 MPa条件下的持久寿命分别为207.50 h和280.84 h。工艺1的固溶热处理过程中形成较多固溶微孔,铸态微孔尺寸增大,这些显微孔洞在持久实验中成为合金的裂纹源,使合金发生微孔聚集型断裂,是CMSX-4合金发生持久断裂的关键原因。合金经1320℃/3 h,AC+1140℃/4 h,AC+870℃/16 h,AC超初熔点热处理(工艺2)后,改善合金元素偏析情况不如工艺1,但采用的固溶处理制度形成的微孔数量较少,持久寿命更高,在980℃/250 MPa和1070℃/140 MPa条件下的持久寿命分别为293.08 h和310.10 h。     

纯净化制备对DZ125L合金组织和力学性能的影响

通过普通熔炼和纯净化工艺分别制备不同O,N,S,P等杂质元素含量的定向凝固镍基高温合金DZ125L。采用金相显微镜、扫描电镜等方法对不同杂质元素含量合金的微观组织进行观察和分析,并测定不同合金的拉伸、持久、蠕变、疲劳等性能。研究结果表明,纯净化制备方法可以进一步降低DZ125L合金中O、N、S、P的含量,使各杂质元素含量均由0.0010%左右降至0.0005%以下,合金纯净度得到改善;随着合金纯净度的提高,合金中疏松和夹杂物的含量进一步降低;纯净化工艺制备的DZ125L合金室温及760℃、850℃和980℃下的抗拉强度和屈服强度得到一定改善,合金760℃/800MPa、850℃/560MPa及980℃/250MPa的持久寿命得到提升,而1040℃/150MPa持久寿命变化不大;随着杂质元素含量的降低,DZ125L合金950℃不同应力下的蠕变变形速度减缓,而760℃高周拉压疲劳寿命得到较大提升。     

热处理对一种抗热腐蚀单晶高温合金组织和持久性能的影响

研究了热处理对一种抗热腐蚀单晶高温合金微观组织及1070 ℃/140 MPa持久性能的影响。结果表明：长时间的均匀化热处理显著降低了元素偏析;随着均匀化时间的延长,微孔面积分数逐渐增加,平均尺寸不断增大,微孔的密度呈先升高后降低的变化趋势;随一级时效温度的升高,γ′相尺寸逐渐增大,γ′相面积分数先增加后减少;合金的持久寿命随一级时效温度的提高先升高后降低,一级时效温度为1100 ℃时,立方状γ′相尺寸约370 nm且正方度较好,γ′相的面积分数最大,持久寿命最高;持久断口具有韧性断裂特征,亚晶界处的碳化物和微孔是引起持久试样断裂的主要裂纹源。