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第39卷第2期 2017年3月
上海金属 SHANGHAI METALS
Vol.39, No.2 March,2017
热处理制度对一种低成本无Re镍基单晶合金组织和性能的影响
李玲余建波谢信亮任兴孚王保军任忠鸣
（省部共建高品质待殊钢冶金与制备国家重点实验室、上海市钢铁冶金新技术开发应用重点实验室和
上海大学材料科学与工程学院，上海200072）
【摘要】研究了热处理制度对一种不含Re新型镍基单晶高温合金组织和性能的影响。通过差热分析法（DTA)确定了合金的固相线和液相线温度分别为1351和1383℃，金相法测出初熔温度介于1290~1295℃范图内。结果表明.合全经1290℃/4h+1300℃/4h+ 1315℃/4 hA.C+1100℃/6 hA.C+870℃/20hA.C(空冷)热处理后,在980℃/276MPa 条件下持久寿命达到64.2h。
【关键词】镍基单晶高温合金热处理组织持久性能
Effect of Heat Treatment on Microstructureand Properties of
A Low Cost Re-free Nickel-based Single
CrystalSuperalloy
Li Ling Yu Jianbo Xie Xinliang Ren XingfuWang Baojun Ren Zhongming
(State Key Laboratory of Advanced Special Steel & Shanghai Key Laboratory of Advanced Ferrometallurg)
& School of Materials Science and Engineering, Shanghai University, Shanghai 200072, China)[Abstract】Effects of heat treatments on microstructure and properties of a low cost Re-free Nickel-based single crystal superalloy were investigated. The solidus and liquidus temperature of the alloy was measured by differential thermal analysis (DTA) to be 1 351 ℃ and 1 383 C, respectively. The incipient melting temperature of the alloy determined by metallographic testing method was in the range of 1 290 °C to 1 295 °C. The result showed that after heat treatment of 1 290 °C/4 h +1 300 ℃/4 h + 1 315 ℃/4 h A. C + 1 100 °C/6 h A. C + 870 ℃/20 h A. C, the stress rupture life of the alloy turmed out to be 64. 2 h under the condition of 980 °C and 276 MPa.
[Key Words] Ni-based single crystal superalloy, heat treatment, microstructure, rupture property
镍基单晶高温合金具有优异的高温性能，广泛应用于高温涡轮叶片的制造[1-2]。随着燃气涡轮进口温度的不断提高，叶片材料对高温性能的要求越来越高[3；。随着合金设计理论水平的提高和铸造工艺技术的进步，以及难熔金属Re、W和 Ru的加入，单晶合金的耐高温能力得到了不断的提高[4-6)，但大量添加难熔金属的同时会引起偏
析加剧、共晶增多和有害的TCP相（Topologically Close-Packed Phases，即拓扑密排相）析出等系列问题[})，从而导致合金固溶处理的温度升高、时间延长，成本显著提高。同时由于Re和Ru元素储量稀缺且价格昂贵，使得先进单晶合金的成本成倍增加，制约了这类合金的推广应用")。因此，通过优化合金成分，降低Re和Ru的含量，在保
基金项目：属家自然科学基金（No.51404148）、上海市科要项目（No.14521102900）和上海市商用航空发动机领城联合创新计划
作者简介：李玲，女，主要从事高温合金热处理制度的研究，Email；15026902756@163.com 通信作者：余建波，男，高级工程师，主要从事高温合金制备的研究，Email：jbyu@shu.edu.cen
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