镍基高温合金中硫的危害及电渣重熔脱硫实验研究
2012-11-28陈希春史成斌郭汉杰
材料与冶金学报 2012年4期
关键词:实验
陈希春,王 飞,史成斌,任 昊,郭汉杰
(1.钢铁研究总院 高温材料研究所,北京 100081;2.北京科技大学 冶金与生态工程学院,北京 100083)
镍基高温合金是制造航空航天发动机高温部件的关键核心材料,材料的安全可靠性直接关系到设备的使用寿命和飞行安全.硫是镍基高温合金中的杂质元素,充分认识硫的危害,严格控制硫含量对于改善合金的使用性能具有重要意义.以美国CM公司为例,其已经将第三代单晶CMSX-10 母合金中硫含量控制在1 ×10-6以下[1].
本文对硫在镍基高温合金中的危害和作用机理作了总结,表明进一步控制合金中硫含量的必要性.为进一步提高电渣重熔镍基高温合金的脱硫效率,本工作对不同重熔条件下GH4169的电渣重熔过程的脱硫效果进行了实验研究,并对实验结果进行了热力学分析和讨论.
1 硫对镍基高温合金的危害
1.1 硫对镍基高温合金组织和性能的影响
实验[2]表明硫对镍基高温合金的晶粒度和δ相等合金组织的影响并不明显.硫含量对于镍基高温合金的室温和高温抗拉强度影响有限,但合金的拉伸塑性将随着硫含量和温度的增加而明显降低.董建新[3]测试 w[S]分别为 0.0015% 和0.0175%的IN718,得到其室温拉伸强度分别为1 420 MPa和1 380 MPa,延伸率也仅在 22% ~26%之间波动;923 K温度下的拉伸强度均降至1 020 MPa,但延伸率由34%降至24%.郭建亭[4]对K424合金的室温和1 173 K下的测试结果也得到了同样的趋势.
另一方面,实验[2,5~8]已经证明,硫含量的增加不但会降低镍基高温合金的蠕变抗力,而且会明显……
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