吴 凡，郭广思，刘纪德，杜晓明

(1.沈阳理工大学 材料科学与工程学院，沈阳 110159；2.中国科学院金属研究所，沈阳 110016)

镍基单晶高温合金具有优良的高温力学性能、抗氧化和抗腐蚀性能，是航空发动机和燃气轮机高温涡轮叶片的主要制备材料[1]。随着航空技术的发展，如今高推重比的航空发动机涡轮前进气口的温度已经超过2000℃，涡轮盘最高工作温度已达800℃[2]。为了提高材料的承温能力和高温力学性能，其合金化程度不断提高。大幅度提高合金高温性能的方法之一是在合金中添加Re、W、Mo等难熔元素[3]。但随着难熔元素的大量添加，合金在服役过程中易析出更多的拓扑密排相，导致合金的组织稳定性下降，同时由于Re等元素储量稀缺、价格昂贵，合金的生产成本越来越高，其推广使用受到制约。

现阶段单晶高温合金发展的重点之一就是研发低成本合金。通过优化合金成分，降低稀土元素的含量，在保证性能的前提下，尽可能地降低合金成本[4-5]。本文针对一种第二代含铼单晶高温合金，通过调整不同强化类型的元素含量，研究其对单晶高温合金力学性能和显微组织的影响，以优化合金成分，在提高材料力学性能的同时降低其生产成本。

1 实验材料和实验方法

1.1 实验材料

本实验选用一种含铼第二代镍基单晶高温合金，调整固溶强化元素Co、Cr、W、Mo、Re及沉淀强化元素Al、Ti、Ta的含量，配制五种实验合金。上述两种强化类型元素在五种实验合金中的含量如表1所示。

表1 固溶强化及沉淀强化元素含量 wt%