稀土元素Y、Ce對(duì)定向凝固高溫合金DZ444組織和性能的影響.pdf

1、DZ444是一種新型定向凝固抗熱腐蝕高溫合金，主要用于制作艦船及工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)熱端部件渦輪葉片和導(dǎo)向葉片。苛刻的工作環(huán)境要求其具有優(yōu)異的抗高溫氧化及抗熱腐蝕性能。本文以DZ444B合金和添加微量稀土元素Y和Ce后的DZ444C合金為對(duì)象，簡(jiǎn)單介紹了兩合金的微觀組織和力學(xué)性能并重點(diǎn)研究了兩合金的高溫氧化行為和熱腐蝕行為，通過對(duì)比稀土元素Y和Ce帶來的影響探索相關(guān)的機(jī)理。結(jié)果表明:
　　稀土元素Y和Ce可以細(xì)化DZ444合金的枝晶組織并

2、增加合金鑄態(tài)組織中的共晶數(shù)量。前者與稀土元素可以降低形核功以及其氧化物和硫化物能提供額外的晶核有關(guān)，而后者與Y和Ce原子半徑較大可加劇固液界面前沿元素偏析有關(guān)。稀土元素Y和Ce對(duì)合金的拉伸性能影響不大但略微降低持久性能。這是因?yàn)榧尤胂⊥猎氐暮辖鹁Ы缣幬次龀黾?xì)小的鏈狀碳化物。然而，合金拉伸及持久的斷裂機(jī)制并未因稀土元素的加入而改變，均為以塑性斷裂為主的混合斷裂機(jī)制。
　　DZ444合金在700-950℃的氧化動(dòng)力學(xué)規(guī)律符合拋物線規(guī)

3、律，其高溫氧化過程主要受Cr3+離子在以Cr2O3為主的氧化膜中的擴(kuò)散控制。這與是否添加稀土元素?zé)o關(guān)。然而，稀土元素極易偏聚于合金表面，促進(jìn)保護(hù)性Cr2O3膜的形成從而阻止合金的進(jìn)一步氧化并能有效抑制合金的內(nèi)氧化。另外，稀土元素可以降低合金的氧化激活能和950℃時(shí)的氧化膜厚度，但不改變氧化膜組成。經(jīng)950℃/100h氧化后氧化膜下方合金基體中存在明顯的γ'分解區(qū)，加入稀土元素的合金γ'分解區(qū)寬度明顯減小。
　　DZ444合金熱腐蝕