硼含量对IC10高温合金凝固行为的影响

采用差示扫描量热(DSC)、等温淬火和显微组织分析方法对比分析含硼量为0.005%(质量分数,下同)和0.03%的IC10合金显微组织及组成相的形成过程,研究不同硼含量合金中初生相的析出温度及析出顺序。结果表明:DSC的冷却曲线上可显示出γ、MC碳化物、(γ+γ′)共晶以及次生γ′的析出峰,但微量相M3B2硼化物和Ni5Hf相未能显示。等温淬火法可以确定所有相的析出温度。不同含硼量合金的相组成相同,按形成先后顺序六种相分别为γ、MC、(γ+γ′)共晶、次生γ′、M3B2和Ni5Hf。IC10合金含硼量的增加,显著提高了M3B2和(γ+γ′)共晶的含量(体积分数),使合金液相线和固相线温度降低,同时延缓了MC碳化物和(γ+γ′)共晶的形成。     

Influence of Carbon Content and Solidification Condition on Incipient Melting of DS Superalloy MAR-M200+2Hf

Hf lowers the incipient melting temperatureof superalloy. As carbon content in Hf-bearingalloy decreases, the incipient melting temperaturedrops furthey. PD ingots have stronger tendencyto incipient melting than HRS ones. Even thoughin PD ingot, the sensitivities at both endsof the ingot are quite different. The meltingof Ni_5Hf phase may be considered as one of themain factors affecting incipient melting. Themore Ni_5Hf the alloy contains, the more seriousthe incipient melting becomes. The results ofdifferential thermal analysis (DTA) have provedthat the peak of 1135-1160℃ corresponds tothe melting range or Ni_5Hf. By means of apretreatment at 1150℃, 8h, Ni_5Hf phase can beeliminated in two ways: the reactionNi_5Hf+γ(C)→MC_(2)+γ and solid solution, andtherefore the final solid solution treatmentcan be carried out at 1260℃. This brings abouta high homogenized structure and further increasesthe stress rupture properties of the alloy at1040℃, 140 MPa.     

铼在镍中的扩散行为研究

研究了 110 0～ 12 5 0℃温度范围铼在镍 (γ)中的扩散行为。用电子探针测定了扩散偶 (Ni 1%Re/Ni 5 %Re)在不同温度下扩散后的成分分布曲线。用Hall方法计算出铼在镍 (γ)中扩散系数 ,扩散系数与温度的关系如下 :D =5 96× 10 -1exp{ - 412 (kJ/mol) /RT} ,在 110 0～ 12 0 0℃的温度范围内 ,Re在Ni中扩散缓慢 ,而在 12 0 0℃以上时 ,Re的扩散速度明显增加。对Re在Ni中扩散机制进行了探讨。     

含Ru铸造镍基高温合金的显微组织

研究了3%（质量分数）Ru对低Cr高W铸造镍基高温合金的影响。对比分析了含Ru和无Ru合金的铸态，1260℃/4h，1260℃/4h 1280℃/4h，1260℃/4h 1300℃/4h固溶热处理和1260℃/4h， 1100℃/100h热暴露试验得到的显微组织。结果表明：Ru的加入不会改变合金中析出相的种类，但会影响γ'相和M6C碳化物的稳定性，使γ'的固溶温度大约降低10℃，并使合金在1100℃下有较强的γ'筏排化倾向。Ru明显抑制合金中初生和次生M6C碳化物的析出，有利于稳定高温合金的显微组织。     

Ni—Al—Hf—Cr—W系合金中相的金相显示

针对Ｎｉ－Ａｌ－Ｈｆ－Ｃｒ－Ｗ复合金，对体系中会出现的各种相进行研究，根据它们的化学特性，寻找单相显示的不同方法，为合金主相的鉴别、分布以及相的定量分析提供条件。     

FORMATION OF μ-PHASE AND ITS EFFECT ON MECHANICAL PROPERTIES OF CAST NICKEL-BASE SUPERALLOYS

本文研究了铸造镍基高温合金中沉淀的片状μ相,揭示了μ相的形成规律、化学成份、TTT曲线、断裂特征和对力学性能的影响。研究结果表明,μ相的形成温度范围很宽,从800—1140℃。片状μ相的宽面是六方指数的{0001},它沿基体γ的{111}面板出。在760℃以下冲击,拉伸和持久的断裂特征是沿μ相{0001},面解理断裂,电子空位数N_v值不是控制μ相形成的唯一因素,还与(Mo+W)at.-％和Mo(Mo+W)有关。此外,硼也是抑制μ相的有效因素。     

初生M6C的形成及其对高钨铸造模具高温合金的影响

高钨铸造合金已用于铸造大型模具，由于大量初生M6C碳化物的形成使模具变脆，需探明初生M6C的形成条件．实验表明当含碳量超过0．15％时，合金中易析出初生M6C，而10％Co起有效的抑制作用．初生M6C是在1375℃时形成的，它对通过固-液范围的冷却速度十分敏感，快冷抑制它的形成．铸件中M6C的形成存在明显的尺寸效应，枝晶间距大于150μm时的较厚截面极易形成毫米量级的M6C，严重的损伤合金的高温强度．因此对大截面的模具合金，为防止初生M6C的析出，合金中最好保持0．04％—0．07％C和10％—15％Co．     

影响含Hf定向凝固合金初熔的某些因素

含Hf的镍基高温合金存在Ni_5Hf相,它是影响合金初熔的主要因素之一。当该相的量大于1.0v-%时,在加热示差热分析(DTA)曲线上的1135-1160℃处出现Ni_5Hf相的熔化峰。P.D法定向铸锭上、下端存在明显的Ni_5Hf偏析,因而对初熔的敏感性明显不同。Ni_5Hf相的初熔促进了共晶γ′和M_3B_2的熔化。低碳与无碳含Hf合金的初熔倾向更大,缓冷组织和固溶处理的升温速度对初熔是敏感的。高于3V-%的初熔量将会降低合金的持久强度,其断裂主要沿Ni_5Hf初熔区和共晶γ′之间的界面扩展。采用1150℃8h预处理能消除全部的Ni_5Hf相,有效地控制含Hf合金的初熔。     

铪对铸造镍基高温合金焊接裂纹的影响

对含铪铸造高温合金在TIG焊接凝固过程中物理冶金特性的研究结果表明,铪显著降低合金焊接裂纹的敏感性。铪增加合金r+r’共晶量并扩大凝固温度范围,使合金枝晶间微液池在很宽温度范围内相互连通。凝固后期富铪熔体具有良好的流动性和润湿性并具有趋肤效应,趋肤液是含铪量高于6%的多元共晶液,它具有自钎接性能,对裂纹起“自愈合”作用。这些结果证明,合金凝固范围宽窄不是影响焊接裂纹的唯一因素,最后凝固液体的物理化学性质具有重要作用。     

改善定向凝固合金的新途径

本文分析了功率降低法因不同合金定向效果不同的原因,以及通过整枝技术获得合理显微组织的方法。 试验结果表明,合金的固—液温度间隔越大,造成发达的侧枝,使主干密度降低,同时使初生相粗化,不利于提高定向合金的性能。使定向合金在固—液温度范围内保温并快速冷却可增加上干密度,整去粗大的侧枝,细化初生相,改善了合金的枝晶间状态。