王治超 鲁晓刚 朱娜琼

(1. 上海大学材料科学与工程学院，上海 200444； 2.上海大学材料基因组工程研究院，上海 200444；3.上海第二工业大学高等职业技术(国际)学院，上海 201209)

镍基高温合金由于γ′相(L12结构)对γ基体相(FCC结构)的强化作用，具有极优异的高温性能，能服役于静态、疲劳及蠕变等严苛工况，被应用于陆上燃气轮机、航空发动机及涡轮叶片等重要部件[1- 4]，受到了广泛关注。

点阵常数是金属材料的基本性质之一，也是影响镍基合金高温性能的重要参数。通过试验测定或计算预测较宽温度范围内镍基高温合金中γ及γ′相的点阵常数，对于镍基高温合金的优化设计及性能改善具有重要意义。

众多学者对镍基多元合金中γ及γ′相的点阵常数及热膨胀系数(CTE，coefficient of thermal expansion)展开了计算与试验研究[5- 10]。针对Ni- Al二元合金系，Bøttiger等[11]使用磁控溅射法制备了Ni- (3～31)Al(原子分数，%，下同)合金薄膜，并通过高温X射线衍射法测定了合金室温至280 ℃范围的点阵常数。Ayub等[12]采用X射线衍射法测定了分别于150、220、260、400和700 ℃时效1 h后油淬的Ni- 5Al合金γ相的室温点阵常数。Kamara等[13]采用X射线衍射法测定了于700 ℃时效168 h后水淬的Ni- 17.7Al合金在20～678 ℃范围内γ相的点阵常数。Kim等[14]考虑振动和热电子贡献，探究了元素对γ- Ni和γ′- Ni3Al热膨胀系数的影响，并结合计算数据、合金成分及相成分，预测了Ni- Al基合金中γ及γ′相的热膨胀系数，结果与试验数据吻合较好。Wang等[15]采用CALPHAD方法建立了Ni- Al二元系中γ及γ′相点阵常数的唯象模型，该模型能够描述温度及合金成分对两相点阵常数的影响，基于Dupin等优化的Ni- Al二元系热力学数据库[16]及试验数据得到了两相点阵常数模型的参数，由此计算得到的点阵常数与试验数据吻合较好。……