含鉿鎳基K488返回合金力學(xué)行為與組織特征的研究.pdf

1、本文研究了多晶含鉿（Hf）鎳基鑄造高溫合金K488經(jīng)過五次返回后，新料合金及各次返回合金組織和性能的變化；系統(tǒng)地分析了不同返回料添加比例對K488返回合金組織和性能的影響，研究了添加稀土元素Y、Ce和活性金屬Hf對K488不同返回次數(shù)返回合金組織和性能的影響，研究了采用陶瓷過濾凈化處理后合金成分和性能的變化。
　　研究表明，K488合金的鑄態(tài)組織表現(xiàn)出典型的枝晶結(jié)構(gòu)，并在枝晶間析出白色塊狀相（碳化物、氮化物和硼化物等）及菊花狀γ/

2、γ’共晶組織。經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)熱處理后，合金中的γ’（體積分?jǐn)?shù)為50％～53%）強化相彌散分布于基體上。
　　隨著返回次數(shù)的增加，合金中顯微疏松的數(shù)量與尺寸均有增加的趨勢，枝晶組織也略有增加。合金中存在大量的位錯以及大量細小的第二相M23C6型碳化物。這些細小的第二相M23C6碳化物擇優(yōu)在位錯和晶界上析出，并與位錯發(fā)生交互作用，提高合金的變形抗力。
　　隨著返回次數(shù)的增加，返回合金中的O含量低于新料合金；而N含量則隨著返回次數(shù)的增加有

3、一些波動，呈增加趨勢，在（0.0020～0.0030）%之間波動。經(jīng)5次返回后，返回合金的室溫、900℃拉伸強度仍維持較高水平，塑性提高幅度較大，900℃/274MPa條件下的持久壽命與新料相當(dāng)，同時，合金具有蠕變?nèi)A段特征。
　　隨返回料填加比例的增加，合金中的N、O明顯增加，枝晶間的碳化物有所增多，組織粗大，疏松傾向明顯，引起力學(xué)性能的變化。當(dāng)返回料填加比例大于80%時，K488返回合金的室溫拉伸強度依然維持在較高的水平，與新

4、料相當(dāng)；而塑性（δ、ψ）隨返回料添加比例的增加明顯下降。返回合金900℃高溫瞬時拉伸強度均高于新料合金，塑性與新料相當(dāng)，有了較大幅度的提高，δ值均高于指標(biāo)值2倍。建議在實際生產(chǎn)中的最大返回比例不超過80%，穩(wěn)妥起見，50%返回使用。
　　加入稀土元素Y、Ce后，發(fā)現(xiàn)Y、Ce具有脫O、S、P、N等作用，一方面，由于稀土元素Y、Ce在晶界與有害雜質(zhì)競爭偏聚作用，可使返回合金得到凈化。另一方面，使合金組織內(nèi)枝晶細化、共晶減少，使返回料合