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C和B的含量對K417G鎳基高溫合金的凝固行為和高溫持久性能的影響

880 編輯：中冶有色網來源：舒德龍,嚴志,王道紅,謝君,侯桂臣,盛乃成,李金國,于金江,孫曉峰,周亦胄

2024-04-10 14:26:16

鎳基高溫合金以固溶強化和第二相(主要包括γ'相、碳化物、硼化物等)強化為主，具有優異的高溫性能，是制造航空航天發動機熱端結構件的首選材料[1, 2] 為了滿足先進航空發動機的推重比要求，必須提高高溫合金的比強度以提高發動機的熱機效率 Al、Ti的密度較小，都是γ'相的主要構成元素因此，在鎳基高溫合金中加入大量的Al、Ti元素可提高其中γ'相的體積分數，降低合金密度，有利于提高合金的比強度[3, 4] 國內外設計了一系列高Al、Ti(Al、Ti質量分數之和約為10%)鎳基高溫合金，典型的牌號包括IN100、IN731、K417G等[5~7] Al、Ti系高溫合金有密度小、成本低、中溫強度高等特點，適用于制造工作溫度低于900℃的燃氣渦輪發動機渦輪導向葉片等高溫零部件但是隨著Al、Ti含量的提高合金中的共晶含量隨之提高使鑄造性能下降[8]；一方面，Ti是強碳化物形成元素，因此高Ti合金中有較多的富Ti碳化物[9]，其形態、數量和尺寸都直接影響合金的高溫性能 [10~12] 研究表明，隨著C含量的提高合金中的共晶尺寸和數量有所降低[13] 但是C含量過高使合金中碳化物的尺寸增大、體積分數增加且由彌散分布的顆粒狀向連續的網狀轉變，破壞了基體的連續性進而降低合金的高溫力學性能[14] B在合金中的偏析行為嚴重且固溶度極低，在合金凝固期間主要以硼化物或碳化硼的形式析出[15] Hu等[16]研究發現，隨著B含量的提高合金的固相線和碳化物析出溫度降低，碳化物的尺寸增大且容易聚集 Cutler等[17]則認為，B對凝固期間碳化物的析出行為沒有影響，但是使合金中的共晶體積分數降低由此可見，控制鎳基高溫合金的C、B含量，對于提高合金的組織穩定性和高溫力學性能至關重要其原因是，微量的C、B含量變化就顯著影響合金的凝固組織和力學性能，加之K417G等高Al、Ti含量的合金中共晶組織和碳化物是影響合金力學性能的主要因素之一，研究C、B含量變化對高Al、Ti鎳基高溫合金合金凝固行為及力學性能的影響有重要的實際意義鑒于此，本文制備不同C、B含量的K417G鎳基高溫合金，研究C、B含量對K417G鎳基高溫合金凝固及高溫持久行為的影響 1 實驗方法用VIM-F25型真空感應爐熔煉不同C、B含量的K417G母合金，其名義化學成分列于表1，其中No.2為高B低C合金，No.3

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“C和B的含量對K417G鎳基高溫合金的凝固行為和高溫持久性能的影響” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。

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