郑运荣
,
蔡玉林
,
阮中慈
,
马书伟
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2006.03.006
在高温合金中,元素Hf和Zr可以促进γ+γ′共晶、MC(2)碳化物、M2SC碳硫化物和Ni5M相的形成,改变草书状MC和M3B2成为块状并且通过净化晶界或枝晶间自由态的S来提高这些薄弱部位的结合强度,从而延迟裂纹的形成和扩展.Hf和Zr可提高铸造高温合金室温拉伸和中温持久的强度和塑性.Hf,Zr抑制次生碳化物M23C6和M6C的生成,从而提高了合金在高温长时热暴露时的显微组织稳定性.Hf,Zr降低合金的初熔温度,Ni5Hf和Ni5Zr相的初熔被认为是Hf,Zr影响初熔的主要原因.通过1150℃/8h的预处理,Ni5Hf以Ni5Hf+γ(C)→MC(2)+γ反应或者固溶两种方式被消除.元素Hf可以缩小枝晶间失去毛细管补缩能力和固相线之间的温度范围,还能降低枝晶间液池沟通所需的液体量.在凝固后期枝晶间的富Hf熔体具有很好的流动性、浸润性和趋肤效应,这些都是降低合金热裂倾向、提高合金可铸性和焊接性能的有利因素.具有高的化学活性的富Hf液膜容易在铸件表面形成Hf2O薄层.Hf和Zr是钎焊用中间层合金的降熔点元素.根据凝固过程中富Hf,Zr熔体的成分最终发展出Ni-18.6Co-4.5Cr-4.7W-25.6Hf和Ni-10Co-8Cr-4W-13Zr两种中间层合金,使单晶高温合金的无Si、B连接成为现实.还发展出了定向凝固片状Ni3Al/Ni7Hf2共晶合金,成分为Ni-5.8Al-32Hf和Ni-4Al-26Hf-8Cr-4W.Ni-5.8Al-32Hf合金的最佳凝固条件为温度梯度G=250℃·cm-1和凝固生长速率R=5μm·s-1;Ni-4Al-26Hf-8Cr-4W,凝固条件为G=350℃·cm-1和R=1μm·s-1.
关键词:
高温合金
,
相变
,
铪
,
锆
,
凝固
,
初熔
,
TLP连接
,
Ni3Al/Ni7Hf2共晶
,
显微组织
,
MC(2)碳化物
,
Ni5Hf相
,
力学性能
郑运荣
,
阮中慈
金属学报
参照含Hf铸造镍基合金在凝固最后阶段包围γ枝晶的富Hf熔体,熔炼了Ni-18.6Co-4.5Cr-4.7W-25.6Hf合金钎焊料。这种共晶合金初生的Ni_5Hf相呈长棒状,γ+Ni_5Hf共晶中的γ相为领先相,棒状γ相被Ni_5Hf相包围。在垂直和平行于γ生长方向的磨面上共晶分别呈蜂窝状和片状。合金中Ni_5Hf相含量为68.7v.-％。初生和共晶中的Ni_5Hf相成分相近,主要为Ni,Co,Hf。而Cr和W在该相中的溶解度很低。该合金是一种较理想的定向和单晶高温合金用的钎焊料。其组成元素都是有益元素。熔点低,流动性好,在10~(-3)Pa真空下经1240℃,5min+1190℃,1h钎焊处理后,焊缝区的显微组织与含Hf高温合金的完全相同,达到了无Si,B钎接。
关键词:
Ni-Hf钎焊料
,
Hf-bearing Ni-base superalloy
,
Ni_5Hf phase
,
brazing
郑运荣
,
郑亮
,
曾强
,
阮中慈
金属学报
高钨铸造合金已用于铸造大型模具, 由于大量初生M6C碳化物的形成使模具变脆, 需探明初M6C的形成条件。实验表明当含碳量超过0.15%时, 合金中易析出初生M6C, 而10%Co起有效的抑制作用. 初生M6C是在1375 ℃时形成的, 它对通过固-液范围的冷却速度十分敏感, 快冷抑制它的形成.铸件中M6C的形成存在明显的尺寸效应, 枝晶间距大于150m时的较厚截面极易形成毫米量级的M6C, 严重的损伤合金的高温强度。 因此对大截面的模具合金, 为防止初生M6C的析出, 合金中最好保持0.04%---0.07%C和10%---15%Co。
关键词:
模具高温合金
,
solidification
microstructure
,
stress--rupture life
郑运荣
,
郑亮
,
曾强
,
阮中慈
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2004.03.012
高钨铸造合金已用于铸造大型模具,由于大量初生M6C碳化物的形成使模具变脆,需探明初生M6C的形成条件.实验表明当含碳量超过0.15%时,合金中易析出初生M6C,而10%Co起有效的抑制作用.初生M6C是在1375℃时形成的,它对通过固-液范围的冷却速度十分敏感,快冷抑制它的形成.铸件中M6C的形成存在明显的尺寸效应,枝晶间距大于150μm 时的较厚截面极易形成毫米量级的M6C,严重的损伤合金的高温强度.因此对大截面的模具合金,为防止初生M6C的析出,合金中最好保持0.04%-0.07%C和10%-15%Co.
关键词:
模具高温合金,初生 M6C,凝固组织,持久寿命
郑运荣
,
蔡玉林
,
阮中慈
金属学报
<正> 曾经报道过加1.0％Zr改善定向铸造高温合金的中温力学性能.我们以前的工作也证明Zr和Hf在铸造镍基高温合金中的作用极为相似,本文进一步研究在上述合金中以Zr代Hf的可能性.
关键词:
