DD6单晶高温合金热处理过程中的再结晶组织演化

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1、１４材料工程／２０１１年８期ＤＤ６单晶高温合金热处理过程中的再结晶组织演化ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒａｌＥｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆＲｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎＤｕｒｉｎｇＨｅａｔＴｒｅａｔｍｅｎｔｉｎＤＤ６ＳｉｎｇｌｅＣｒｙｓｔａｌＳｕｐｅｒａｌｌｏｙ曲彦平１，刘丽荣１，祖国庆１，金涛２，胡壮麒２（１沈阳工业大学，沈阳１１０８７０；２中国科学院金属研究所，沈阳１１００１６）１，ＬＩＵＬｉ－ｒｏｎｇ１，ＺＵＧｕｏ－ｑｉｎｇ１，ＪＩＮＴａｏ２，ＨＵＺｈｕａｎｇ－ｑｉ２ＱＵＹａｎ－ｐｉｎｇ（１ＳｈｅｎｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１

2、１０８７０，Ｃｈｉｎａ；２ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１００１６，Ｃｈｉｎａ）摘要：研究ＤＤ６单晶高温合金塑性变形后热处理过程中的组织演化。结果表明，１５００ｋｇ加载后，在铸态γ′相溶解温度以下预处理没有再结晶现象，预处理后再进行固溶处理发生明显的再结晶；γ′相溶解温度以上预处理发生明显的再结晶，再结晶晶界细小，晶界由粗大γ′相组成。与固溶态相比，时效处理后的再结晶深度变化不大，时效过程中，晶界由固溶态的窄晶界变为宽大的胞状晶界，并且有粒状Ｍ６Ｃ碳化物沿晶界析出。关键词：再结晶；

3、热处理；ＤＤ６；单晶高温合金中图分类号：ＴＧ１３２．３＋２文献标识码：Ａ文章编号：１００１－４３８１（２０１１）０８－００１４－０５Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｉｎＤＤ６ｓｉｎｇｌｅｃｒｙｓｔａｌｓｕ－ｐｅｒａｌｌｏｙｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｄｕｒｉｎｇｐｒｅ－ｔｒｅａｔｍｅｎｔａｔｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｕｐｔｏａｓ－ｃａｓｔγ′ｐｈａｓｅｓｏｌｖｕｓ，ｎｏｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｏｃｃｕｒ

4、ｒｅｄ，ｗｈｉｌｅａｆｔｅｒｓｏｌｕｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｒａｐｉｄｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａ－ｔｉｏｎｏｃｃｕｒｒｅｄ．Ｄｕｒｉｎｇｐｒｅｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔａｂｏｖｅｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｏｃｃｕｒｒｅｄ．Ｔｈｅｒｅ－ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｇｒａｉｎｂｏｕｎｄａｒｙｗａｓｔｈｉｎａｎｄｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｂｉｇｇｅｒγ′ｐｈａｓｅ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｍｉｃｒｏ－ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｆｔｅｒｓｏｌｕｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｔｈｅｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｄｅｐｔｈａｆｔｅｒａｇｉｎ

5、ｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｈａｄｎｏｏｂｖｉｏｕｓｃｈａｎｇｅ．Ｄｕｒｉｎｇａｇｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｇｒａｉｎｂｏｕｎｄａｒｙｔｕｒｎｅｄｉｎｔｏｗｉｄｅｒｃｅｌｌｕｌａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｓｏｍｅｇｒａｎｕ－ｌａｒＭ６Ｃｃａｒｂｉｄｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｄｆｒｏｍｇｒａｉｎｂｏｕｎｄａｒｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ；ｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ＤＤ６；ｓｉｎｇｌｅｃｒｙｓｔａｌｓｕｐｅｒａｌｌｏｙ单晶高温合金是航空发动机涡轮叶片的主要材和长大条件，并对再结晶组织演化机理进行分析。［１］料。ＤＤ６合金是我国自主研制的第二代单晶高温合

6、金，通过复杂的工艺控制和成分设计，ＤＤ６单晶合１实验材料和方法金展现了良好的高温性能。但是，在叶片生产过程中，由于凝固过程收缩，清壳过程引入应力以及表面处理采用纯净的原材料在真空感应炉中熔炼ＤＤ６母等工序，会在叶片内产生一定的塑性变形，贮存一定的合金，ＤＤ６合金的化学成分列于表１。内应力，这种叶片在高温热处理过程中会发生再结［２］表１ＤＤ６合金的名义成分（质量分数／％）晶。由于单晶高温合金中不含有晶界强化元素，因Ｔａｂｌｅ１ＮｏｍｉｎａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆＤＤ６此再结晶区域成为性能薄弱环节。目前，国内对于单ａｌｌｏｙ（ｍａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎ／％）［３－５］晶

7、高温合金再结晶的研究已取得了一定的成果。ＣｒＣｏＭｏＷＴａＲｅＮｂＡｌＨｆＣＮｉ但是对于单晶高温合金热处理过程中再结晶组织演化４．３９２８７．５２０．５５．６０．１０．００６Ｂａｌ的研究较少。本工作主要针对ＤＤ６合金在不同条件下热处理在高梯度定向凝固炉中用螺旋选晶法拉制单晶试过程中的组织演化过程进行分析，研究再结晶的形成棒，试棒的直径为１６ｍｍ，长为１６０ｍｍ，把试样切成ＤＤ６单晶高温合金热处理过程中的再结晶组织演化１５１０ｍｍ×１０ｍｍ×１１ｍｍ的方形试样，其中１０ｍｍ×晶间区域白亮的块状组织为γ／γ′共晶组织。１０ｍｍ的面平行于（００１）面，所有