金属学报

作者：凡莉花, 李金临, 孙九栋, 吕梦甜, 王清, 董闯

单位：大连理工大学 材料科学与工程学院 三束材料改性教育部重点实验室 大连 116024

关键词：镍基高温合金,共格组织,γ′粒子粗化,第二相析出,

基金：国家自然科学基金项目(91860108);大连市科技创新基金重点学科(研究方向)和重大课题项目(2020JJ25CY004)

近年来，随着航空航天发动机的持续发展，对其关键热端部件的承温能力要求越来越高，而高温合金共格组织热稳定性是影响其力学性能的关键因素，本工作在团簇成分式[Al-Ni12](Al1(Ti, Nb, Ta)0.5(Cr, Mo, W)1.5)基础上，保持其他元素含量不变，改变Cr、Mo、W的含量设计了系列镍基高温合金(含Cr1.0Mo0.5的S1-CM、Cr1.0W0.5的S2-CW和含Cr0.7Mo0.4W0.4的S3-CMW)，研究Cr、Mo、W含量变化对合金γ /γ′共格组织热稳定性的影响。采用非自耗真空电弧炉制备合金铸锭，并对其在1300℃固溶15 h后在900℃下进行长期时效处理，并对时效态样品进行微观组织表征和力学性能测试。结果表明，这3个合金的微观组织均表现为高体积分数(f > 70%)的γ′粒子均匀地分布在fcc-γ基体中。其中，S1-CM和S2-CW合金在900℃、50 h时效后γ′粒子形貌均呈椭球形，而S3-CMW合金则表现为方形，这是由于后者具有更负的γ /γ′点阵错配度(后者δ = -0.47%，前者δ = -0.25%~-0.33%)。500 h长期时效后，各合金中的γ′粒子形貌没有发生变化，且都具有较慢的粗化速率(K = 10~18 nm3/s)；尤其S3-CMW合金表现出最高的γ /γ′共格组织稳定性(γ′粒子的粗化速率K = 10.02 nm3/s)，且晶界处的第二相粒子析出明显低于其他合金。系列合金的硬度基本不随时效时间发生变化，也进一步表明了共格组织的稳定性；其中S3-CMW合金的显微硬度为397~418 HV，时效200 h后的室温压缩屈服强度为818 MPa。

来源：2024年第4期

《金属学报》期刊编辑部

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