镍基高温合金单晶的制备与表征

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1、学校代码：10259学号：136081119密级：公开上海应用技术学院硕士学位论文题目：镍基高温合金单晶的制备与表征英文题目：ThepreparationandcharacterizationofNi-basesuperalloysinglecrystal专业：材料化学工程学院：材料科学与工程研究方向：镍基高温合金单晶姓名：梁肖肖指导教师：徐家跃教授2016年5月24日镍基高温合金单晶的制备与表征摘要采用改进的坩埚下降法生长了镍基高温合金单晶，采用氧化铝坩埚以及<001>取向籽晶，获得单晶尺寸直径30-40mm

2、，长260mm，晶体生长的过程中温度加热到1480℃，生长速率为2cm/h；生长其形貌表现出典型十字型枝晶结构，枝晶间存在少量的γ′/γ共晶，平均一次枝晶间距为367μm，二次枝晶间距为60μm；γ'强化相立方状，分布均匀；γ'/γ共晶含有Mo，Ta，Co，Ru等元素；该合金单晶主要由γ′和γ两相组成，通过公式计算得出25℃和982℃两个温度下两相的晶格错配度分别为：δ25℃=-0.087％，δ982℃=-0.5641％；热处理工艺为1310℃，4h，A.C+1050℃，4h，A.C+870℃，24h，A.C；

3、随着时效温度升高和时间增加，TCP相和碳化物相析出，在1050℃短期时效50h和70h，析出较多的碳化物相；时效温度和时间影响其显微硬度。研究了900和1000℃氧化200h的氧化行为。两个温度氧化120h后，其质量增加达到一常数值，动力学曲线呈抛物线状；900℃氧化200h后氧化形貌呈球状，1000℃氧化后，表面氧化粒子呈不规则状，尺寸变大；氧化表面产物基本相同，由NiO，Cr2O3，Al2O3，尖晶石(Ni，Co)Al2O4，NiCr2O4，NiTa2O4以及W20O58构成，氧化截面层厚度大约为10μm。

4、关键词：镍基高温合金；晶体生长；组织形貌；短期时效；高温氧化ThePreparationandCharacterizationofNi-BaseSuperalloySingleCrystalAbstractNi-basesuperalloysinglecrystalshavebeengrownbythemodifiedverticalBridgmanmethod．UsingAl2O3ceramicscrucibleand<001>-orientatedseed，singlecrystalsupto30-40mm

5、indiameterand260mminlengthwereobtained；duringtheprocessofgrowthofcrystal,theheatedtemperaturewas1480℃tomeltuniformlyandthegrowthratewas2cm/h．ThemorphologydemonstratedthetypicalmicrostructureoftheNi-basesuperalloysinglecrystalwithaminorofγ′/γeutecticintheinte

6、rdendriticregion．Theaveragefirstdendritearmspacewas367μm，seconddendritearmspacewas60μmandtheγ'phasewascubicalanddistributeduniformly．TheelementsofMo，Ta，Co，Rudistrbutedintheγ′/γeutectic；thesuperalloysinglecrystalwasmainlyconsistedofγ'andγphase；accordingtothef

7、ormula，thelatticeatroomandhightemperaturewereδ25℃=-0.087％，δ982℃=-0.5641％，respectively．Theheattreatmentwas1310℃，4h，A.C+1050℃，4h，A.C+870℃，24h，A.C；withingtemperatureandtimeincreasing，TCPandcarbideprecipitated，shortagingafter1050℃for50hand70h，carbidesphaseprecip

8、itated；theagingtimeandtemperaturehadaninfluenceonmirohardness．Theoxidationbehaviorwasinvestigatedat900and1000℃for200h，andtheweightgainreachednearlyaconstantvaluewhenoxidizedfor120hattwotemperatu