粉末高温合金中SiO2夹杂物与基体的界面反应机理及对其变形行为的影响

• 作者: 冯业飞 周晓明 宋晓俊 曾维虎 王超渊 田高峰 邹金文
• 来源期刊: 金属学报
• 学科: 工学
• 关键词: 粉末高温合金 SiO2夹杂物 界面反应机理 定量尺寸变化 微纳CT
• 年，卷（期）: 2019,（11）
• 页码范围: 1437-1447
• 页数: 11页
• 分类号: TG146.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.11900/0412.1961.2019.00101

摘要

通过人工植入夹杂物的方法,采用SEM、EPMA、TEM、纳米压痕和微纳CT研究了FGH96粉末高温合金中30和60 μm SiO2夹杂物在粉末态、热等静压(HIP)和热挤压(HEX)过程中形貌、尺寸以及化学成分的演变规律,深入揭示了SiO2夹杂物与基体发生界面反应的机理,定量研究了夹杂物在粉末态、HIP态以及HEX态下尺寸的变化,表征了夹杂物在挤压棒材中的三维形貌.结果 表明,在粉末态时,夹杂物呈长条状或板条状;在HIP过程中,夹杂物与基体发生了置换反应,形成了内部TiO2、外部Al2O3并弥散分布于γ基体的复合夹杂物,确定了形成氧化物的物相种类,揭示了界面反应机理,同时,30 μm SiO2周围未出现γ相贫化区,60 μm SiO2周围形成了γ'相贫化区,合金基体较γ'相贫化区具有较高弹性模量和纳米硬度,γ'相贫化区为软化区,反应后30和60 μm SiO2夹杂物尺寸分别约为35和75 μm,体积得到进一步增大;在挤压过程中,60 μm SiO2由于贫化区的存在表现出与30 μm SiO2不同的变形行为,并通过SEM观察统计的夹杂物尺寸与理论计算和微纳CT测试结果进行了对比验证.