航空材料学报
航空材料學報
항공재료학보
JOURNAL OF AERONAUTICAL MATERIALS
2006年
3期
25-34
,共10页
郑运荣%蔡玉林%阮中慈%马书伟
鄭運榮%蔡玉林%阮中慈%馬書偉
정운영%채옥림%원중자%마서위
高温合金%相变%铪%锆%凝固%初熔%TLP连接%Ni3Al/Ni7Hf2共晶%显微组织%MC(2)碳化物%Ni5Hf相%力学性能
高溫閤金%相變%鉿%鋯%凝固%初鎔%TLP連接%Ni3Al/Ni7Hf2共晶%顯微組織%MC(2)碳化物%Ni5Hf相%力學性能
고온합금%상변%협%고%응고%초용%TLP련접%Ni3Al/Ni7Hf2공정%현미조직%MC(2)탄화물%Ni5Hf상%역학성능
在高温合金中,元素Hf和Zr可以促进γ+γ′共晶、MC(2)碳化物、M2SC碳硫化物和Ni5M相的形成,改变草书状MC和M3B2成为块状并且通过净化晶界或枝晶间自由态的S来提高这些薄弱部位的结合强度,从而延迟裂纹的形成和扩展.Hf和Zr可提高铸造高温合金室温拉伸和中温持久的强度和塑性.Hf,Zr抑制次生碳化物M23C6和M6C的生成,从而提高了合金在高温长时热暴露时的显微组织稳定性.Hf,Zr降低合金的初熔温度,Ni5Hf和Ni5Zr相的初熔被认为是Hf,Zr影响初熔的主要原因.通过1150℃/8h的预处理,Ni5Hf以Ni5Hf+γ(C)→MC(2)+γ反应或者固溶两种方式被消除.元素Hf可以缩小枝晶间失去毛细管补缩能力和固相线之间的温度范围,还能降低枝晶间液池沟通所需的液体量.在凝固后期枝晶间的富Hf熔体具有很好的流动性、浸润性和趋肤效应,这些都是降低合金热裂倾向、提高合金可铸性和焊接性能的有利因素.具有高的化学活性的富Hf液膜容易在铸件表面形成Hf2O薄层.Hf和Zr是钎焊用中间层合金的降熔点元素.根据凝固过程中富Hf,Zr熔体的成分最终发展出Ni-18.6Co-4.5Cr-4.7W-25.6Hf和Ni-10Co-8Cr-4W-13Zr两种中间层合金,使单晶高温合金的无Si、B连接成为现实.还发展出了定向凝固片状Ni3Al/Ni7Hf2共晶合金,成分为Ni-5.8Al-32Hf和Ni-4Al-26Hf-8Cr-4W.Ni-5.8Al-32Hf合金的最佳凝固条件为温度梯度G=250℃·cm-1和凝固生长速率R=5μm·s-1;Ni-4Al-26Hf-8Cr-4W,凝固条件为G=350℃·cm-1和R=1μm·s-1.
在高溫閤金中,元素Hf和Zr可以促進γ+γ′共晶、MC(2)碳化物、M2SC碳硫化物和Ni5M相的形成,改變草書狀MC和M3B2成為塊狀併且通過淨化晶界或枝晶間自由態的S來提高這些薄弱部位的結閤彊度,從而延遲裂紋的形成和擴展.Hf和Zr可提高鑄造高溫閤金室溫拉伸和中溫持久的彊度和塑性.Hf,Zr抑製次生碳化物M23C6和M6C的生成,從而提高瞭閤金在高溫長時熱暴露時的顯微組織穩定性.Hf,Zr降低閤金的初鎔溫度,Ni5Hf和Ni5Zr相的初鎔被認為是Hf,Zr影響初鎔的主要原因.通過1150℃/8h的預處理,Ni5Hf以Ni5Hf+γ(C)→MC(2)+γ反應或者固溶兩種方式被消除.元素Hf可以縮小枝晶間失去毛細管補縮能力和固相線之間的溫度範圍,還能降低枝晶間液池溝通所需的液體量.在凝固後期枝晶間的富Hf鎔體具有很好的流動性、浸潤性和趨膚效應,這些都是降低閤金熱裂傾嚮、提高閤金可鑄性和銲接性能的有利因素.具有高的化學活性的富Hf液膜容易在鑄件錶麵形成Hf2O薄層.Hf和Zr是釬銲用中間層閤金的降鎔點元素.根據凝固過程中富Hf,Zr鎔體的成分最終髮展齣Ni-18.6Co-4.5Cr-4.7W-25.6Hf和Ni-10Co-8Cr-4W-13Zr兩種中間層閤金,使單晶高溫閤金的無Si、B連接成為現實.還髮展齣瞭定嚮凝固片狀Ni3Al/Ni7Hf2共晶閤金,成分為Ni-5.8Al-32Hf和Ni-4Al-26Hf-8Cr-4W.Ni-5.8Al-32Hf閤金的最佳凝固條件為溫度梯度G=250℃·cm-1和凝固生長速率R=5μm·s-1;Ni-4Al-26Hf-8Cr-4W,凝固條件為G=350℃·cm-1和R=1μm·s-1.
재고온합금중,원소Hf화Zr가이촉진γ+γ′공정、MC(2)탄화물、M2SC탄류화물화Ni5M상적형성,개변초서상MC화M3B2성위괴상병차통과정화정계혹지정간자유태적S래제고저사박약부위적결합강도,종이연지렬문적형성화확전.Hf화Zr가제고주조고온합금실온랍신화중온지구적강도화소성.Hf,Zr억제차생탄화물M23C6화M6C적생성,종이제고료합금재고온장시열폭로시적현미조직은정성.Hf,Zr강저합금적초용온도,Ni5Hf화Ni5Zr상적초용피인위시Hf,Zr영향초용적주요원인.통과1150℃/8h적예처리,Ni5Hf이Ni5Hf+γ(C)→MC(2)+γ반응혹자고용량충방식피소제.원소Hf가이축소지정간실거모세관보축능력화고상선지간적온도범위,환능강저지정간액지구통소수적액체량.재응고후기지정간적부Hf용체구유흔호적류동성、침윤성화추부효응,저사도시강저합금열렬경향、제고합금가주성화한접성능적유리인소.구유고적화학활성적부Hf액막용역재주건표면형성Hf2O박층.Hf화Zr시천한용중간층합금적강용점원소.근거응고과정중부Hf,Zr용체적성분최종발전출Ni-18.6Co-4.5Cr-4.7W-25.6Hf화Ni-10Co-8Cr-4W-13Zr량충중간층합금,사단정고온합금적무Si、B련접성위현실.환발전출료정향응고편상Ni3Al/Ni7Hf2공정합금,성분위Ni-5.8Al-32Hf화Ni-4Al-26Hf-8Cr-4W.Ni-5.8Al-32Hf합금적최가응고조건위온도제도G=250℃·cm-1화응고생장속솔R=5μm·s-1;Ni-4Al-26Hf-8Cr-4W,응고조건위G=350℃·cm-1화R=1μm·s-1.
