hf在fgh4097粉末高温合金中的相间分配行为 partition behavior of hf among phases in nickel-based powder metallurgy superalloy fgh4097.pdfVIP

第26 卷第3 期 中国有色金属学报 2016 年3 月 Volume 26 Number 3 The Chinese Journal of Nonferrous Metals March 20 16 文章编号：1004-0609(2016)-03-0535-09 Hf 在FGH4097 粉末高温合金中的 相间分配行为 张义文1, 2 1, 2 1, 2 3 ，韩寿波 ，刘建涛 ，胡本芙 (1. 钢铁研究总院 高温材料研究所，北京 100081； 2. 高温合金新材料北京市重点实验室，北京 100081； 3. 北京科技大学 材料科学与工程学院，北京 100083) 摘 要：采用3DAP 、FEG-SEM、TEM 以及物理化学相分析方法研究5 种Hf 含量的FGH4097 粉末高温合金中 Hf 在γ′相、MC 型碳化物和γ相中的分配，以及Hf 对γ′和MC 析出相组成的影响。结果表明：随着合金中Hf 含量 的增加，进入各相的Hf 量增多，Hf 进入γ′相的比例基本不变，进入MC 型碳化物的比例增大，进入γ相的比例 减小，即Hf 在γ′相和MC 型碳化物的分配比逐渐减小，Hf 在γ′相和γ相中的分配比逐渐增大；Hf 主要分配在γ′ 相中，其次分配在MC 型碳化物中，Hf 在MC 型碳化物中的质量浓度大约是Hf 在γ′相中的20 倍。 关键词: 粉末高温合金；FGH4097 ；铪；γ′相；MC 型碳化物；分配 中图分类号：TG132.32, TG113.12 文献标志码：A 已报道的Hf元素在高温合金中作用的研究几乎 数文献报道Hf主要进入γ′相，比如：含有1.5%Hf(质量 都集中在普通铸造及定向凝固镍基高温合金中。镍基 分数，下同) 的镍基铸造高温合金中约90%Hf进入γ′相 铸造高温合金中Hf 的作用主要表现为对γ′相和MC 型 中，10%Hf进入到MC型碳化物，而在γ相中溶入的Hf 碳化物的数量和形态的影响，Hf 进入MC 型碳化物 量很小[14] ；定向凝固镍基铸造高温合金TRW ⅥA 中加 中，增加了MC型碳化物的数量，使汉字草书状一次 入0.1%~2%(质量分数) 的Hf ，约有70%~75%进入γ′相， 碳化物MC转变成块状，有效地减缓了裂纹萌生和扩 剩余的Hf进入MC型碳化物和硼化物[15] 。也有的文献 展；Hf分配在γ′相中，增加了γ′/γ共晶的数量，促使晶 报道Hf 主要进入γ相，如在镍基变形高温合金 界附近的立方形γ′相变为树枝状，形成弯曲晶界，从 KHN67MVTJU 中加入0.35%的Hf ，约有43%Hf进入γ 而改善合金的中温强度和塑性、持久寿命以及低周疲 相，29%Hf进入γ′相，28%Hf进入MC型碳化物[16] ，在 劳寿命[1−6] [7− 13] 镍基单晶合金中加入0.05%的Hf主要分配在γ相中[17] 。少量研究报道 ，镍基粉末高温合金中 。 加入的Hf进入MC型碳化物中，形成富Hf 的MC型碳化 粉末高温合金NASA IIB-11 中的Hf主要分配在γ′相中， 物，提高了MC碳化物的稳定性，HfC碳化物在粉末颗 余下Hf大致等量地分配在MC型碳化物和γ相中[18] 。由 粒内析出，抑制了碳化物在粉末颗粒表面析出，有利 此可见，不同Hf含量的合金中Hf在各相间的分配不 于消除原始粉末颗粒边界组织(Powder