碳在一種鎳基單晶高溫合金中的作用.pdf

1、本文研究了不同碳含量對一種鎳基單晶高溫合金顯微組織和持久性能的影響。用金相顯微鏡和掃描電子顯微鏡對合金的鑄態(tài)組織和熱處理態(tài)組織進行觀察分析，用電子探針儀對合金元素的偏析行為進行分析。用持久實驗機進行持久性能測試，持久試樣的斷口和中斷試樣用掃描電子顯微鏡和透射電鏡觀察分析。 實驗結果表明：當合金中加入不同質量分數(shù)的碳時，隨著碳含量的增加，合金的初熔溫度逐漸降低，合金枝晶間區(qū)域形成的MC型碳化物的數(shù)量逐漸增多，碳化物從斑點狀結構向斑

2、點狀和骨架狀相結合的網(wǎng)狀結構轉變。枝晶間區(qū)域碳化物的形成，減少了合金中共晶組織的百分含量，并且影響了合金中縮松的數(shù)量和尺寸，縮松的數(shù)量和尺寸先減少后增加。隨著碳含量的增加， W，Mo，Ta的偏析比逐漸降低。 熱處理后幾種合金的枝晶干都析出均勻分布的立方體形，尺寸為0.3μm左右的γ′相。碳含量對合金中的γ′的尺寸幾乎沒有影響，但對枝晶間影響較大。不含碳和含碳較少(0.01wt％)時，合金能充分固溶，共晶全部消除，隨著碳含量的增加

3、，固溶處理溫度降低，枝晶間區(qū)域殘留的共晶和粗大γ′相逐漸增加，加之碳化物的存在使合金的枝晶間和枝晶干的差別越來越大。MC碳化物在合金熱處理和持久試驗過程中發(fā)生從MC到M<,6>C型碳化物的轉變，同時有兩種立方形二次碳化物共格析出：M<,6>C碳化物和M<,23>C<,6>碳化物。當加入碳為0.01wt％時，合金的持久壽命最高，之后隨著碳含量的增加合金的持久壽命逐漸降低。含碳量為0.01wt％時含碳合金在熱處理和持久試驗過程中析出的M<,