Hf含量对FGH97合金γγ#39;晶格错配度的影响.pdf

第4l卷 第6期 稀有金属材料与工程 、，01．41．No．6 2012年 6月 RAREMETALA屯姗RnLSANDENG删EERJNG June2012 张义文1，一，王福明1，胡本芙1 (1．北京科技大学，北京100083) (2钢铁研究总院，北京100081) 摘 要：采用x射线衍射(xRD)方法测算镍基粉末冶会高温台金FGH97中y和y’相的晶格常数，计算出∥y’晶格错配 度。结果表明：，’相的晶格常数比y柏的小，错配度为负值。Hf主要存在于y7相中，随着合金中Hf加入量的增加，进 入y’相中Hf的数量增加，使y’相的晶格常数逐渐增大，错配度的绝对值逐渐减小。 关键词：粉末冶垒高温合金FGH97；Hi．x射线衍射{晶格常数{错配度 中图法分类号：TGll5．23 文献标识码：A 文章编号：1002．185x(2012)06—989一05 镍基高温合金主要是通过∥相来进行强化的，其原 合金元素含量不同导致∥y’错配度不同。文献[9】报道了 7相为L1 因是y 2长程有序结构，以共格方式在y基体中 在镍基高温合金GHl50中∥y7晶格错配度为负值，随着 7相都是面心立方晶体结构，但是 A1加入量的增加，进入y’相中的Af量增加，Ti和Nb 弥散析出，y基体和y 在品格常数上有差别，从而在∥y’相界面上产生晶格错 量相对减少，导致y’相的晶格常数逐渐减小，∥y’品格 配，导致共格应变强化。晶格错配度是表征镍基高温合 错配度的绝对值增人。文献[13]研究了Re对单晶镍基 金中∥y’两相共格界面应变状态的参数，它影响y7相的 高温合金中y／y7品格错配度的影响，随着Re含量的增 形态、合金组织稳定性和性能。 加，y相和y’相的晶格常数增大，y’相的晶格常数增幅 当温度在650～700℃(约为o．6矗，矗为合金熔点) 较大，帅’晶格错配度的绝对值减小。 以F时，较大的晶格错配度会增强y’相造成的弹性应变 已经报道了Hf可有效提高镍基高温合金的拉伸强度 场，产生较高的共格应变强化作用，可提高合金的强度； 和塑性，高温持久寿命和持久塑性，高温蠕变性能”¨翻， 当温度高于O．6％时，由于元素的扩散过程加剧，晶格 但是Hf对y／y’品格错配度的影响则鲜见文献报道，y。 错配度大的y，相易于集聚长大，使组织4：稳定性增加， 和y两相晶格常数及错配度与Hf含量的关系仍不清楚。 同时改变位错型界面结构而松弛弹性应力，使共格应变 本实验采用XRD方法测算了镍基高温合金FGH97中y’ 强化效果减弱。一般认为，在高温下较低晶格错配度使 相和y相的晶格常数，讨论了Hf含量对y’和y两相晶 ∥y‘的共格界面能降低，组织稳定性增强，合金具有较 格常数和错配度的影响。 高的蠕变和持久性能。 1 实验 镍基高温合金中y’相的形态及转变都与错配度有 直接的关系，如：随着错配度增大，y’相形状由球形可 Hf作为微合金化元素强化镍基高温合金，在粉末 变为方形和片状[1。3]，又如：在y’相粗化过程中，y’相发冶金高温合金中Hf含量一般不大于1％f质量分数， 生由球形到方形，直至树枝状转变，以及出现矿相分裂 下同)”“，实验用FGH97粉末冶金镍基合金中Hf的设 现象，单个方形y’相分裂成二重体(doublet)或八重体计含量分别为：O％，0．3％和O．9％，除元素Ni外，其 它元素的含量相同，合金实际成分见表l。 (octet／ogdoad)形态。由于y7相发生分裂导致其在粗化 过程中，尺寸变化不符合经典的Lsw粗化理论[4’51，出 现“反粗化”现象【5‘7】，将对合金性能产生影响。 Hf含量