齐义辉, 李 慧, 杨旭光, 郭建亭

(1.辽宁工业大学材料科学与工程学院,辽宁锦州 121001;2.中国科学院金属研究所,沈阳 110016)

NiAl具有高熔点、低密度、良好的热导率和优良的抗氧化性等优良性能,使其成为镍基高温合金的候选材料,但在室温韧性差和高温强度低阻碍了它的实用化[1,2]。为了改善室温韧性,提高高温强度,最有效的方法是在NiAl基体中加入第三组元进行合金化。上世纪70年代,Walter和Cline等人系统地研究了NiAl-Cr共晶合金及合金化规律,以及凝固组织中第二相由棒状向片层状转变的行为及机理[3,4]。Johnson[5]和Heredia[6]等人研究了NiAl-Cr定向共晶的室温断裂行为,NiAl-Cr的断裂韧性值比二元NiAl提高了近两倍。Noebe[7]等人总结了过渡族金属和ⅢA族元素在NiAl中的合金化行为。通常情况下,P被认为是钢和高温合金中的有害元素。然而,越来越多的关于 P在钢和高温合金中的有益作用被认识。Cao和Kennedy[8]等发现适量的P能显著提高变形 IN718合金的持久寿命并且有一峰值效应。Guo[9]等研究了P对DZ417G合金持久性能的有益作用。微量元素 P[10～12],Ag[13],C[14]等

对二元NiAl合金组织和性能影响的研究表明,微合金化有效改善了NiAl合金的室温塑性或韧性。但P元素在综合性能较优异的NiAl-34Cr合金的微合金化行为尚无报道,因此,本文研究不同成分的 P含量对NiAl-34Cr合金显微组织和力学性能的影响。

1 实验材料与方法

用高纯Ni,Al,Cr和Ni-14 P中间合金(质量分数,下同)作为原材料,在真空非自耗电弧炉中氩气保护下熔炼合金锭。合金锭的名义 P含量分别为0.005%,0.02%,0.05%和0.15%,即NiAl-34Cr-0.005 P,NiAl-34Cr-0.02 P,NiAl-34Cr-0.05 P和NiAl-34Cr-0.15 P四种合金。每个合金锭反复熔炼三次,并采用电磁搅拌以保证其成分均匀性。……