硼对第二代镍基单晶高温合金显微组织的影响

硼（B）是强化镍基单晶合金小角度晶界的重要微量元素,但目前关于B对镍基单晶合金显微组织影响的系统报道非常有限。通过对3种不同B含量（质量分数分别为0、0.01%、0.02%）的第二代镍基单晶合金DD11铸态及热处理态组织定量表征,研究了B对相转变温度、（γ+γ''）共晶组织、硼化物的影响。结果表明：B显著降低合金的固液相线,提高铸态共晶组织体积分数;0.01% B的加入,合金中未出现M₃B₂型硼化物相;而0.02% B的加入,显著促进了骨架状硼化物的形成,降低合金初熔点,引起残余共晶含量的大幅度提高;骨架状硼化物吸收较多的Cr、Mo和W等元素,降低合金的固溶强化效果,可导致单晶合金基体的蠕变性能大幅度降低。研究结果对认识单晶合金中微量元素B的作用机理及优化B成分范围具有理论指导意义。     

热处理对第二代镍基单晶合金DD11显微组织及持久性能的影响

采用光学显微镜和扫描电镜对铸态、固溶态和时效态的第二代镍基单晶合金DD11的显微组织进行定量表征,并测试了不同一级时效处理后的合金1100℃/140 MPa和980℃/250 MPa条件下的持久性能。结果表明:合金经过1320℃/6 h固溶处理后,(γ+γ'')共晶相全部溶解,凝固偏析显著降低,合金组织均匀。一级时效温度低于1160℃时,γ''相为方形,一级时效温度高于1180℃时,γ''相为球形,γ通道显著变宽,并在通道内析出细小的γ''相。随一级时效温度提高,合金的持久寿命先增大后降低。持久性能与γ''相尺寸、体积分数及形态密切相关。