钌对Ni-Al-Re单晶模型合金组织形貌和元素分布的影响-论文.pdf

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1、第25卷第2期钢铁研究学报Vo1．25，No．22013年2月JournalofIronandSteelResearchFebruary2013钌对Ni—AI-Re单晶模型合金组织形貌和元素分布的影响韩风奎，燕平，赵京晨，曾强，张龙飞，李俊涛，朱彼(1．钢铁研究总院高温材料研究所，北京100081；2．钢铁研究总院功能材料研究所，北京1OO081)摘要：运用SEM、DSC、原子探针等分析手段，研究了钌元素的引入对三元模型合金N

2、-A卜Re元素分布以及其对合金组织特征和固液相线变化的影响。研究结果表明：钌的引入有助于7相的析出，并且对Re元素在合金中的分布产生强烈的影

3、响。关键词：Ru；单晶合金；作用文献标志码：A文章编号：1001—0963(2013)02—0039—04EffectofRuAdditionontheMorphologicalandCompositionalDistributionofaModelNi—AI-ReSuperalloyHANFeng—kui，YANPing，ZHAOJing-chen，ZENGQiang，ZHANGLong—fei，LIJun—tao，ZHUTao。(1．HighTemperatureMaterialsResearchInstitute，CISRI，Beijing100081，Chi

4、na；2．FunctionMaterialsResearchInstitute，CISRI，Beijing100O81，China)Abstract：EffectofRuondistributionandmicrostructureofNi—A1一RewasinvestigatedbySEM，DSCandatomprobeanalysismeans．TheresultsshowthatRuisbenefittOtheprecipitateof7phase，andhaveimportantinflu—enceonthedistributi0nOfRe．Keywords

5、：Ru；singlecrystalsuperalloy；function燃气涡轮叶片是航空发动机和地面燃机的关键A1一Re三元合金的基础上，通过添加钌元素形成Ni—部件，而叶片材料的承温能力是发动机性能水平的A1一Re-Ru四元合金，以研究合金中关键元素钌的引一个重要标志。目前，国外先进发动机燃气涡轮叶人对合金组织及元素分布规律的影响，以及同时含片材料已经全部采用了单晶高温合金，在单晶高温有Re、Ru元素的四元合金结构特点和Re、Ru元素合金中Re、Ru作为标志性元素，其添加量的多少对之间的交互影响。合金的高温持久蠕变性能起着决定性的作用。以1试验材料与方法Re、R

6、u元素的添加量为标志，单晶高温合金已经发展到了第5代口。但Re、Ru元素在单晶高温合金为研究高代次单晶高温合金中关键元素Ru的中的作用机制目前还存在多种不同的观点。作用，减少由于合金中多种元素之间的交互作用而为研究单晶合金中关键元素的作用机制，作者对试验结果产生的影响，试验设计了结构简单的模前期已试验设计了简单的模型合金直观展现了关键型合金，在Ni—A1一Re三元模型合金基础上添加质量元素铼在合金中的作用]，研究证明：在简单Ni—A1一分数为3的钌元素，形成四元模型合金，试验模型Re三元模型合金中，铼原子主要分布在析出强化相合金成分如表1(质量分数)所示。7中，并且

7、铼原子的引入对Ni—Al二元系合金中铝然后，采用钢铁研究总院现有的I)_N定向凝固原子在7和7相中分配的比例造成一定的影响。为炉、运用螺旋选晶单晶制备方法，制备模型合金单晶进一步研究单晶高温合金中元素Ru的作用，在Ni—试棒，单晶试棒的抽拉速率选定为3ram／rain。运用作者简介：韩风奎(1977一)，男，硕士，工程师；E-mail：hanfeng2OO8bj@163．coin；收稿日期：201205-17钢铁研究学报第25卷表2各合金元素在丫和Y中的原子数Table2Theatomsnumberofalloyingelementsin7andY受铼元素的影响。同

8、时，本试验结果也可推定：正如钌能影响铼的分布，Ru、Re元素之问存在着协同效应一样。在多元实用单晶高温合金中，正因为钌元素及其他元素与铼元素之间存在的交互作用，使铼元素由在模型合金中的主要分布在强化相7转变为实用多元单晶高温合金中的主要分布在基体相，由主要起析出强化作用转变为主要起固溶强化作用。图4合金中各元素在丫相中的原子分数3结论Fig．4AtomscontentsofAlloyingelementsin丫phase1)在简单模型合金中，钌元素的引入有助于合金凝固过程中相的形成析出；2)在简单模型合金中，钌元素的引入对合金的凝固温度范围影响不大；3)在三元模