Mo对含Ru单晶高温合金显微组织和蠕变性能的影响*
2021-05-24王新广李龙飞
沈阳工业大学学报 2021年3期
杨 林,程 印,王新广,李龙飞
(1. 沈阳工业大学 材料科学与工程学院,沈阳 110870; 2. 中国科学院金属研究所 高温合金研究部,沈阳 110016; 3. 北京科技大学 材料科学与工程学院,北京 100083)
由于镍基单晶高温合金在室温和高温下具有较高的高温强度和较好的抗氧化腐蚀性能,广泛用于制备先进航空发动机和燃气轮机的涡轮叶片[1].为了提高合金的承温能力,部分研究者向单晶高温合金中加入了大量难熔元素,如Re、Mo和W等[2-3].然而,随着难熔元素含量的增加,合金的组织变得越来越不稳定[4-6](如有害TCP相的大量析出).相关研究[7]表明,Ru的添加可有效改善单晶高温合金的组织稳定性.因此,Ru已经成为第四代单晶高温合金的标志性元素[8-9].考虑到第四代单晶高温合金中约含有质量分数为6%的Re和3%的Ru,为了降低合金成本的同时不损害合金的承温能力,Mo作为一种关键强化合金元素(替代部分Re)得到了广泛关注[10-11].已有研究[12]表明,Mo是一种有效的固溶强化元素.然而,由于Mo对合金组织稳定性和抗氧化性具有不利影响,因而在合金设计时仅添加少量甚至不添加Mo.但Mo可以显著改善合金的γ/γ′晶格错配度,促进两相界面位错网络的形成,从而提高合金的蠕变性能.Zhang等[10]的研究表明,添加Mo有利于提高界面位错密度,降低蠕变速率,从而提高合金在高温低应力下的蠕变性能.
本文主要研究Mo的添加对合金组织稳定性和蠕变性能的影响,为镍基单晶高温合金设计提供参考.通过设计两种不同Mo含量……
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