铼和钴在单晶高温合金中的作用

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1、中国科学院金属研究所博士学位论文铼和钴在单晶高温合金中的作用姓名：王文珍中请学位级别：博士专业：材料学指导教师：胡壮麒;金涛20080101摘要摘要本文研究了合金元素铼（Re)和钴（Co)对单晶高温合金组织和性能的影响及二者之间的交互作用，结果表明：随着Re含量的升高，铸态/相的尺寸减小，合金的初熔温度提高，共晶的溶解和偏析的消除变得困难，获得形状规则、尺寸适中的/相的一次时效温度升高；Re含量增加，扩散系数降低，抑制了/粗化：Re有利于提高合金的持久性能。随着Co含量的升高，铸态/相体积分数升高，尺寸减小，合金的初熔温度降低,共晶的溶解和偏析的消除变得容易：Co含量

2、增加，扩散系数升高，促进了/粗化，抑制了TCP相的析出；Co提高了无Re合金的持久性能，不降低含Re合金的性能，在Re含量较高的合金中，可以通过适当增加Co含量来抑制有害相的析出。Co对变形机制的影响在含Re合金和无Re合金中不同。含Re合金在850‘C/586MPa持久条件下，含12wt.的合金中位错切入/形成层错。无Re合金在10KTC/248MPa持久条件下：含12wt.%Co的合金中位错切入/形成反相畴：不含Co的合金中位错切入/形成层错。位错切入/形成层错还是反相畴取决于Re和Co对层错能和反相畴界能的共同影响。在95(TC和1050C长期时效后，/为立方形

3、、球形或不规则形状时，长期时效过程中其粗化速率更多地受扩散控制；/为筏形时，其粗化速率更多地受界面反应控制。提出了一个描述f形筏过程的模型。研制出了一种含4wt.%Re、12wt.%Co的新型低成本第三代单晶高温合金，其持久寿命与含6wt.%Re的国外第三代单晶合金相当，且具有较高的抗拉强度、良好的抗氧化、抗热腐蚀性能以及优异的长期时效组织稳定性。关键词：铼，钴，Y粗化，TCP相，单晶高温合金铼和钴在单晶高温合金中的作用RolesofRheniumandCobaltinSingleCrystalSuperalloysWangWenzhen(MaterialsScien

4、ce)SupervisedbyAcademicianHuZhuangqiandProfessorJinTaoInthisdissertation,theeffectsofRhenium(Re)andCobalt(Co)onthemicrostructuresandpropertiesandtheinteractionsbetweentheminsinglecrystalsuperalloysareWiththeincreasingofrheniumcontent，thesizeofas-castYreducesandtheincipientmeltingpointso

5、falloysenhance.Withtherisingofrheniumcontent,thedissolutionofeutecticsandthealleviationofchemicalsegregationbecomesmoredifficult.WhenthecontentofReisrising，theprimaryageingtemperatureheightens.Withtheincreasingofrheniumcontent,thediffusioncoefficientreducesand/coarseningisrestrained.Rei

6、sbeneficialtoimprovethecreeprupturelives.Withtheincreasingofcobaltcontent,thevolumefractionofas-cast/increasesandthesizeof/decreases.WhenthecontentofCoisrising，theincipientmeltingpointsofalloyslower.WiththetheincreasingofCocontent,thedissolutionofeutecticsandthealleviationofchemicalsegr

7、egationbecomeseasierWiththetherisingofCocontent,thediffusioncoefficientelevates,whichaccelerates/coarseningandsuppressestheformationofTCPphase.Withtheincreasingofcobaltcontent,thecreeprupturelivesofalloysfreeofReimproveandthatofalloyscontainingRedonotdegrade.Inalloyscontainingh