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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
  • ISSN号:0412-1961
  • 期刊名称:《金属学报》
  • 时间:0
  • 分类:TG146.1[金属学及工艺—金属材料;一般工业技术—材料科学与工程;金属学及工艺—金属学] TG113.2[金属学及工艺—物理冶金;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]北京科技大学新金属材料国家重点实验室,北京100083, [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]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
  • 相关基金: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; 教育部技术支撑重点项目625010337资助;感谢北京科技大学新金属国家重点实验室郑运荣研究员给予本工作的宝贵意见.感谢北京航空材料研究院检测研究中心郑真在电子探针实验上的帮助.感谢北京科技大学新金属材料国家重点实验室何建平和尤力老师在扫描电镜及透射电镜实验上的帮助.
中文摘要:

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、(g+γ')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.

英文摘要:

The effect of Hf on the as-cast, heat-treated microstructures and stress rupture properties under1100 ℃ and 140 MPa was investigated in four second generation Ni-based single crystal superalloys DD11 with various levels of Hf(0~0.80%, mass fraction) additions. The results indicate that increasing Hf addition resulted in decreasing the solidus and liquidus temperatures, while it enhanced the volume fraction of(γ+γ') eutectic and MC carbide as well as solidification segregation. The number of micropores reduced significantly and the volume fraction of residual(γ+γ') eutectic and MC carbide increased after heat treatment as Hf content increased. Compared to the Hf-free alloy, the stress rupture life was observed to increase in the alloys with 0.40%Hf, but dropped in the alloy containing 0.80%Hf. Hf addition increased the elemental partitioning ratio of Re, Mo, Cr, resulting in increasing γ/γ' misfit and decreasing the spacing of γ/γ' interfacial dislocation networks. The solution strengthing effect was also improved with the enhanced concentration of Re, Mo and Cr in g phase in Hf-modified alloys. However,when the Hf content was 0.80% in DD11 alloy, the stress rupture properties was decreased obviously due to high volume fraction of residual(γ+γ') eutectic and MC carbide in heat-treated microstructures.

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期刊信息
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  • 主管单位:中国科学协术协会
  • 主办单位:中国金属学会
  • 主编:柯俊
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  • 邮编:110016
  • 邮箱:shxiao@imr.ac.cn
  • 电话:024-23971286
  • 国际标准刊号:ISSN:0412-1961
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1139/TG
  • 邮发代号:2-361
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  • 第一、二届全国优秀科技期刊评比一等奖,第一、二、三届国家期刊奖,国家期刊方阵"双高"期刊,第一、二、三届中国科学院科技期刊评比一等奖,中国科学院优秀期刊特别奖,第一、二、三、五届中国科协优秀科技期刊评比一等奖,中国科协精品期刊工程A类、B类,第一、二、三、四、五届中国百种杰出学术期刊,首届出版政府奖
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