郑亮
,
肖程波
,
张国庆
,
顾国红
,
李鑫
,
刘晓光
,
薛明
,
唐定中
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2012.3.003
采用金相显微镜、扫描电镜及能谱、电子探针和X射线衍射对高Cr铸造镍基高温合金K4648等轴晶和定向凝固铸件的合金/陶瓷型芯界面反应进行了系统研究,获得反应时间与反应量关系的界面反应动力学曲线、不同反应时间的反应界面形貌及产物的种类.结果表明:高Cr铸造镍基高温合金K4648与铝基型芯不易发生反应,而与硅基陶瓷型芯发生剧烈的界面反应,反应产生金属瘤状凸起物,造成铸件内腔破坏.此外,白色的硅基型芯内部变成黑色,黑色反应区内含有一定量的Cr,Al,Ti元素.在反应的中、后期型芯黑色反应区内还存在着灰色区,该区的Cr,Al,Ti含量远高于黑色反应区.高Cr铸造镍基高温合金K4648合金与硅基陶瓷型芯反应分为:(1)富Cr,Al,Ti熔体向型芯内的渗入阶段;(2)富Cr,Al,Ti熔体与陶瓷型芯SiO2基体的反应;(3)富Cr,Al,Ti的熔体与型芯中Zr-SiO4颗粒反应三个阶段.反应过程中型芯存在局部液化现象.K4648合金/硅基陶瓷型界面反应产物主要为层状或树枝状Al2O3,块状Cr3 Si金属间化合物、ZrO2,富Cr,Zr,Al,Ti的复合氧化物、共晶形态的富Cr,Si,Al,Ti的复合氧化物、块状或树枝状的富Ti,Al,Zr,Cr复合氧化物.反应产物中的Cr,Al,Ti元素来自合金熔体而Zr,Si,O来自陶瓷型芯.
关键词:
镍基高温合金
,
陶瓷型芯
,
界面反应
,
定向凝固
,
显微组织
,
K4648
,
Cr3Si
,
Al2O3
郑亮
,
肖程波
,
张国庆
,
袁华
,
韩波
,
唐定中
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2012.03.001
对两炉冲击韧性存在明显差异的高Cr铸造镍基高温合金K4648进行了对比研究,通过分析两炉母合金的主量元素和气体含量,采用电子束纽扣锭(EB锭)实验观察合金内夹杂物和对母合金用原材料金属Cr的显微组织分析等方法研究了K4648母合金净度.结果表明:1 #与2#炉批母合金主量元素无明显差别.1 #母合金由于气体元素O含量高达(20.5±7.5)×10-6,远高于2#合金的6×10-6,造成其室温冲击韧性(aku)不及2#合金的一半,低于技术条件要求的19.6J/cm2.电子束纽扣锭(EB锭)实验可有效地将K4648中的夹杂物汇聚,经分析主要是富Y,Ce的氧化物和富Al氧化物.证明高Cr铸造镍基高温合金K4648中添加稀土元素Y,Ce可有效攫取合金中自由态的O和S,生成稳定的稀土氧化物或硫化物,起到净化合金的作用.K4648母合金原材料中金属Cr基体中固溶有15％00(质量分数)的元素O,还分布有富Cr氧化物和Cr,A1,Si的复合氧化物.此外,还存在含N、贫O区域,该区域的维氏显微硬度可达8.2GPa,是Cr基体1.3GPa的6倍,证明N使金属Cr的硬度明显升高.
关键词:
镍基高温合金
,
K4648
,
母合金净度
,
电子束纽扣锭(EB)
,
金属Cr
,
气体含量
,
夹杂
郑亮
,
肖程波
,
唐定中
,
顾国红
,
汤鑫
中国有色金属学报
真空感应熔炼高Cr铸造Ni基高温合金K4648,重熔浇注成等轴晶成形试棒.对薄截面试棒和厚截面中柱管浇道进行(1 180℃,4 h)固溶处理和(1 180℃,4 h)+(900℃,16 h)标准热处理.铸态和热处理态试样通过光学金相、定量金相、扫描电镜及能谱分析和X射线衍射分析确定合金中相的种类、形貌和成分.结果表明:K4648合金铸态组织中主要存在γ基体、初生α相和MC碳化物;初生α相是Ni、Mo和w在Cr中的过饱和固溶体,其中Ni含量(摩尔分数)可达30%以上,本研究中的α相可命名为α-(Cr,Ni):在0.2 N载荷下,该α相的维氏显微硬度值为6.3 GPa,是一种硬而脆的相;经(1 180℃,4 h)同溶处理,初生α相和MC碳化物都会回溶,并且转变为M23C6碳化物,M23C6碳化物比初生α相具有更高的Cr含量和更低的Ni含量.固溶处理后特别是在厚截面试样中还残存未转变的α相和MC碳化物.(1 180℃,4 h)+(900℃,16 h)标准热处理后,合金内部广泛析出片状次生α相和γ'-Ni3(Al,Ti,Nb)相,且在晶界区补充析出粒状M23C6碳化物,起到强化合金的作用.
关键词:
镍基高温合金
,
K4648
,
α-(Cr
,
Ni)相
,
M23C6碳化物
,
显微组织
郑亮
,
肖程波
,
唐定中
,
顾国红
,
汤鑫
稀有金属材料与工程
采用等温凝固淬火工艺与差热扫描量热相结合的方法对高Cr铸造镍基高温合金K4648的凝周过程进行研究,得到合金在不同温度下的等温凝固组织、相析出顺序图和凝固特性曲线.结果表明:K4648合金的液相线温度为1340℃,由DSC确定的宏观同相线(3.1%残余液相,体积分数,下同)和等温凝固泫确定的微观固相线(0.5%残余液相)温度分别为1248和1180℃.K4648合金固、液相线温度范围内的初生相主要为MC碳化物和α-Cr相,它们的析出温度分别为1310和1190℃.初生α-Cr相同溶30%(原子分数)以上的Ni,显微硬度是基体的3倍,是一种脆性相.凝固过程中Cr的严重枝晶间偏析促进了该相的形成,初生α-Cr相在铸造过程中应加以控制.
关键词:
镍基高温合金
,
K4648
,
高Cr
,
凝固
,
α-Cr相
