Hf对第二代镍基单晶高温合金DD11高温低应力持久性能的影响

金属学报, 2015, 51(10): 1261-1272. doi: 10.11900/0412.1961.2015.00363

Hf对第二代镍基单晶高温合金DD11高温低应力持久性能的影响

赵云松 ^1, , 张剑 ^2, , 骆宇时 ^3, , 唐定中 ^4, , 冯强 ^5,

1.北京科技大学新金属材料国家重点实验室,北京100083;北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室,北京100095

2.北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室,北京,100095

3.北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室,北京,100095

4.北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室,北京,100095

5.北京科技大学新金属材料国家重点实验室,北京100083;高端金属材料特种熔炼工艺与制备北京市重点实验室,北京100083

基金项目: Supported by National High Technology Research and Development Program (Nos.2012AA03-A513 and 2012AA03A511), National Basic Research Program of China (No.2010-CB631201) and Science Foundation of Ministry of Education of China (No.625010337) 国家高技术研究发展计划项目2012AA03A513和2012AA03A511,国家重点基础研究发展计划项目2010CB631201和教育部技术支撑重点项目625010337资助

关键词：单晶高温合金 , Hf , 成分分配比 , 显微组织 , 持久性能

EFFECTS OF Hf ON HIGH TEMPERATURE LOW STRESS RUPTURE PROPERTIES OF A SECOND GENERATION Ni-BASED SINGLE CRYSTAL SUPERALLOY DD11

Keywords： single crystal superalloy , Hf , elemental partitioning ratio , micrstructure , stress rupture property

通过对4种不同Hf含量(0～0.80％,质量分数,下同)的第二代镍基单晶高温合金DD11铸态及热处理态组织定量表征与1100℃,140 MPa持久性能测试,研究了Hf对相转变温度、(γ+力共晶组织、碳化物、微孔、凝固偏析、合金元素成分分配比及持久性能的影响.结果表明,添加Hf显著降低合金的固/液相线,降低微孔含量,提高铸态共晶组织体积分数、MC型碳化物含量以及凝固偏析程度.合金热处理后,随着Hf含量提高,固溶微孔含量显著降低、残余共晶和碳化物含量显著增加.添加Hf通过提高Re,Mo和Cr的成分分配比,增加γ/γ'错配度,减小γ/γ'界面位错间距,促进Re,Mo和Cr向γ相中偏聚,提高固溶强化效果,减小微孔含量等方式,显著提高DD11合金持久性能.但当Hf含量达到0.80％时,热处理后的残余共晶、碳化物含量较高,导致合金持久性能明显降低.

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