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1、第30卷第1期材料热处理学报Vol.30No.12009年2月TRANSACTIONSOFMATERIALSANDHEATTREATMENTFebruary2009Al含量对Ni3Al基IC10合金凝固行为的影响范映伟,侯淑娥,黄朝晖(北京航空材料研究院,北京100095)摘要:研究Ni3Al基合金IC10两种不同Al含量合金中初生相的析出温度及析出顺序,确定了两种合金在不同等温温度下固-液两相比例变化。结果表明,低铝合金中(γ+γ′)共晶析出温度比高铝合金下降了20℃,液相线温度提高了5℃,并且失去枝晶间
2、毛细补缩能力温度与固相线之间的温度范围明显缩小,失去枝晶间补缩区的液相量F明显减少,从而使低铝合金浇铸叶片时的热裂倾向降低,合金的可铸性提高。关键词:Ni3Al基高温合金;液池;等温凝固;可铸性中图分类号:TG13213;TG11114文献标识码:A文章编号:100926264(2009)0120088205EffectofAlcontentonsolidificationbehaviorofNi3Al2baseIC10alloyFANYing2wei,HOUShu2e,HUANGZhao2hui(Beij
3、ingInstituteofAeronauticalMaterials,Beijing100095,China)Abstract:PrecipitationtemperaturesandsequenceofinitialphasesintwoIC10alloyswithdifferentAlcontentwereresearched.Theratiosofsolid2liquidvolumeatdifferentisothermaltemperaturesforthetwoalloysweredetermi
4、ned.TheresultsshowthatwiththeAlcontentdecreasedbyabout014%,precipitationtemperatureofeutectic(γ+γ′)decreasesby20℃,therangeofsolidustoliquidusarenarroweddownobviouslyandcastabilityofthealloyisimprovedgreatly.Keywords:Ni3Al2basesuper2alloy;liquidpool;isother
5、malsolidification;castabilityNi3Al基定向凝固IC10合金具有优良的抗高温1试验材料及方法[123]氧化性能、抗腐蚀及抗热疲劳性能,作为涡轮空心从两种合金的定向浇铸试棒上切取粉末试样,分导向叶片,材料具有良好的应用前景。铸造高温合金析其化学成分,两种合金的化学成分见表1。的力学性能主要由合金凝固过程中的凝固条件决定[4],因此研制铸造高温合金中,国内外研究者对铸表1实验合金的化学成分Table1Chemicalcompositionofthetestedalloys造高温合金
6、凝固行为进行了一系列重要研究工作[4213]。另外,增加高温合金中γ′含量可以有效提高AlloyCCrCoWMoAlTaHfBNi高温合金的承温能力,而增加Al含量是提高高温合No.10.117.1211.924.981.505.906.961.490.015Bal.[14215]No.20.116.9311.934.901.526.306.941.440.015Bal.金中γ′含量的有效途径,但在IC10合金研制过程中,曾出现Al含量提高约014%(质量分数)时,生凝固试验的合金试样(大小为Φ10mm×5
7、mm的产空心导向叶片时产生了严重的裂纹,Al含量的微四分之一切块)放入20mm×30mm×40mm的钻孔石量变化对铸造性能产生了明显影响。事实证明,研究墨块中(孔径Φ10mm×15mm的盲孔),用硅溶胶刚玉某些合金元素对高温合金凝固行为的影响,对弄清相砂浆料做填料,将试样与石墨之间的间隙填满,并将的析出规律和评定铸造高温合金的可铸性等很有帮[12213]开口处封严,干燥后置于高温硅碳管式炉中加热至助。1400℃,保温15min,使合金完全熔化,然后在1370～为了探明高铝IC10合金铸造涡轮导向叶片时开11
8、50℃温度范围等温凝固15min,再水淬,一般等温凝裂的原因,本文对两种不同Al含量合金进行了凝固固温度间隔为20℃,在相变敏感区(由DSC确定)为特性研究。10℃。差热分析在NETZSCHSTA409C型综合热分析仪收稿日期:2007207216;修订日期:2008203220上进行,升温、降温速度均为10℃Pmin,在不同温度等作者简介:范映伟(1980—),男,工程师,学士,主要从事金属物理方面的研究工作,
