元素对γ’沉淀强化型钴基高温合金组织及力学性能的影响

发布时间：2021-12-02 12:37

　　由于Co-Al-W体系高温合金具有L12结构的γ’-Co3（Al,W）强化相,得到了研究人员的广泛关注。然而,该合金体系需要大量的W元素来提高γ’-Co3（Al,W）相的组织稳定性,导致合金密度过高,限制了其在实际航空领域的应用。因此,如何使合金中γ’相具有较高的固溶温度,较低的合金密度以及较好的组织稳定性是发展Co-Al-W基高温合金体系亟需解决的问题。本文在前人Co-Al-W体系合金的研究基础上,在三元合金体系中添加微量元素C、B,固溶强化元素Cr、Re和沉淀强化元素Ta、Hf。在多元合金体系中用Mo代替部分W以及设计了几种不同Ni含量的合金,系统地研究了C、B、Mo、Ni等元素对合金微观组织及力学性能的影响。在Co-Al-W-X（X=C,B,Cr,Re,Ta,Hf）合金体系中,C含量的增加不仅可以提高合金的γ’相固溶温度、降低γ/γ’两相错配度,还可以提高合金屈服强度,但会降低合金的延伸率。B含量的增加对γ’相固溶温度影响较小,但也会降低γ/γ’两相错配度。同时,B元素还会降低合金的屈服强度及延伸率。Cr含量的增加会降低γ’相固溶温度及屈服强度,但可提高延伸率。900℃长期时效过... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

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图１．１高温合金性能的发展历程ｉｎ??

１９４０?１９５０?１９６０?１９７０?１９８０?１９９０?２０００?２０１０??Ｙｅａｒ??图１．１高温合金性能的发展历程ｉｎ??由于我国的钴矿资源严重缺乏，因此我国在高温合金的发展初期并没有大力??研制钴基高温合金。直到２０世纪７０年代中后期，我国引入的西方航空发动机需??要一些特定的钴基高温合金部件，我国才开始着手仿制钴基高温合金，如变形合??金〇｝１５６０５（仿［６０５、１？２５）、〇？１６１５９（仿１＼＾１５９）、〇只６７８３?（仿１叫〇１＾１７８３），铸??造合金Ｋ６４０（仿Ｘ４０）、Ｋ６５０９（仿ＭａｒＭ５０９）以及定向凝固合金ＤＺ６４０Ｍ?（仿Ｘ４０）??等［４］。??１，１．２传统钴基高温合金成分特点及强化机理??从表丨．１和表１．２可以看出，钴基合金中含有大约５％？２５％的镍，这是为了??保持钴基高温合金具有稳定面心立方结构的Ｙ奥氏体，少量的铁也可以稳定Ｙ奥??氏体；２０％左右的铬则是用来加强合金的抗氧化、腐蚀性能；而合金中的鹤、钽、??钥和铌作为固溶强化元素来提高合金力学性能同时也可以提高合金的熔化温度。??与铸造镍基合金相比

?－??■＿??图１．２传统钴基高温合金（ａ）和镍基髙温合金（ｂ）的组织特征??ｉ??１．２?／－Ｃｏ３（Ａ１，Ｗ）强化Ｃｏ－Ａｌ－Ｗ基高温合金??为了提高航空运输的经济效益，减少温室气体的排放，需要大幅度提高航空??发动机的燃油效率和涡轮前进口温度，这促使涡轮叶片材料的高温性能不断提高。??镍基高温合金中由于面心立方ｙ－Ｎｉ基体中均匀分布着立方共格Ｌｌ２结构的ｆ－??３??

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]钽和钛对新型钴基单晶高温合金组织稳定性与高温蠕变行为的影响研究[D]. 薛飞.北京科技大学 2015



本文编号：3528457