基于团簇模型设计的镍基单晶高温合金(Ni,Co)-Al-(Ta,Ti)-(Cr,Mo,W)及其在900℃下1000h的长期时效行为

• 作者: 孙晓峰 张宇 张洪宇 王清 董红刚 董闯
• 来源期刊: 金属学报
• 学科: 工学
• 关键词: 镍基单晶高温合金 团簇加连接原子模型 长期时效 错配度 γ'粗化速率
• 年，卷（期）: 2018,（4）
• 页码范围: 591-602
• 页数: 12页
• 分类号: TG113|TG132.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.11900/0412.1961.2017.00334

摘要

基于团簇加连接原子模型,通过Ta-Ti和Ni-Co互换对第一代镍基单晶高温合金进行成分设计,并对所设计的A组和B组成分系列进行选晶法单晶制备、初熔温度测试、标准热处理和900℃、1000h长期时效.其中,A组为[Al-Ni11Co1](Al1TaxTi0.5xCrr1W0.25Mo0.25),x=0、0.25和0.5(对应Ta和Ti的质量分数分别为0Ta-2.65Ti、4.82Ta-1.26Ti和9.32Ta-0Ti);B组为[Al-Ni12-yCoy](Al1Ta0.25Ti0.25Cr1W025Mo0.25),y=1.5、1.75、2和2.5(对应的Co质量分数分别为9.43Co、11Co、12.57Co和15.71Co).在A组合金中,随Ta的增加(Ti的降低),初熔温度升高,均超过1330℃,其中9.32Ta-0Ti最高,在1335～1340℃之间;标准热处理后γ/γ'负错配度从-0.262％减小到-0.247％;长期时效中γ'的粗化得到抑制,9.32Ta-0Ti的粗化速率最低(K=5.6×10-5 μm3/h).对于B组合金,Co含量变化未明显改变初熔温度和长期时效γ'粗化速率,但初熔温度同样超过1330℃,Co作用主要体现在提高标准热处理后的γ'本积分数(约69％)和减小γ'尺寸(约0.55 μm).2组合金的粗化速率均接近三代单晶合金水平(K≈(2.08～3.82)×10-5 μm3/h).