熔体处理对镍基铸造高温合金k417返回料的

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1、熔体处理对镍基铸造高温合金K417返回料的铸态组织和性能的影响王震李金国赵乃仁金涛张静华(中国科学院金属研究所，沈阳110016)摘要：对一种Ni—Cr—Co—W—Mo—TAl—Ti系镍基单晶高温合金的合金熔体进行不同温度过热处理后，观察其凝固组织并利用液态金属X射线衍射仪测试了合金熔体结构在1450-1600℃温度范围内的变化．结果表明，随着熔体处理温度的升高合金熔体更加均匀；一次枝晶间距减小，偏析程度减轻；7形貌更方整、分布弥散；枝晶干与枝晶间的尺寸差别减小．关键词：Ni基单晶高温合金，熔体结构，过热处理，铸态组织EFFECToFTHEMEL，I’TREATME

2、NTTEMPERATUREoNTHEMEISTRUCTUREANDMICRoSTRUCTUREoFANICKELBASEDSINGALECRYSTALSUPERALLoYWANGZhen，LIJinGuo，ZHAONaiRen，JINTao，ZHANGJingHuaInstituteofMetalResearch，TheChineseAcademyofSciences，Shenyang110016Correspondent：WANGZhen，Tel：(024)23843531—55452,Fax：(024)23891320,E-mail：zwang@imr．ac．a

3、nManuscriptreceived2001-11-30．inrevisedform2002_04—11ABSTRACTThemelttreatmentWaSconductedonasinglecrysta1Ni-basesuperalloy．ThemeltWassuperheatedatdifierenttemperaturs，andthenthecorrespondingsolidifiedmicrostructureswerestudied．Themeltstructuresofalloyheatedinthetemperaturerangefrom1450

4、℃to1600℃．wereinvestigatedusingahightemperatureX—raydifiractometer．Theresultsshowthatwiththeincreaseofthemelttreatmenttemperature，thestructuresofthemeltbecomemorehomogeneous；theprimaryarmspacinggraduallydecreases；themicrosegregationgraduallylowers；the—yprecipitatesinbothdendritecoreandi

5、nterdendriteareaarerefined；thedifierenceinsizeof-yprecipitatesinbothdendritecoreandinterdendriteareagraduallydecreases．KEYWoRDSNibasedsinglecrystalsuperalloy，meltstructure，superheatingtreatment，solidi．fledmicrostructure单晶高温合金是制造先进燃气轮机的关键材料，对其凝固过程已进行了大量的研究，但通常采用的单晶生长工艺主要控制温度梯度G和凝固速率V，忽视

6、了熔体结构对合金凝固过程的影响．熔体结构的变化对合金的凝固过程、凝固组织和性能都有重要影响，改变熔体结构的重要措施之一是对合金熔体进行过热处理(BTOP)[1,2J．所谓BTOP工艺，是将合金熔体加热到高于合金液相线温度200—400℃的临界温度下保温，然后冷却到合金浇注温度再开始凝固．临界温度取决于合金的化学成分与相成分，在临界温度附近合金熔体的性质会发生突变，从而影响合金的凝固组织和力学性能．国内外学者针对熔体处理问题开展了大量的工作，主要集中于Al—Si【3j，A1-Cu[，Ga_In[5】等二元合金的熔体结构及其对合金的影响；对于镍基高温合金，主要研究了熔体

7、处理对合金组织和性能的影响[6-~oJ．关于熔体处理温度对镍基高温合金熔体结构影响的研究还比较少．本文通过对一种Ni_C卜COr_W—Mo—Ta—A1一Ti系镍基单晶高温合金过热处理后的熔体结构和凝固组织进行分析，研究熔体处理温度对其熔体结构及凝固组织的影响，并寻找适合于该合金的处理温度，挖掘其性能潜力．1实验方法试验合金为自行研制的一种Ni-Cr—Co—W—Mo—Ta—Al—Ti系镍基单晶高温合金．在ZGD一0．002型单晶炉上进行熔体处理和单晶生长．将炉子抽至真空状态后再充入氩气，使凝固过程处于氩气保护之下．将各炉合金分别升温至不同的熔体过热温度(选定为15