2008年27卷第7期
稀有金属快报
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热处理条件对涡轮盘用新型镍基合金组织的影响目前，下一代涡轮盘用新合金（TMW)正在开发
中。该合金是通过将相同相结构的Co-Ti合金（y-/Co-CoTi)以合适的比例加人到传统镍基超合金 U720Li(-"/Ni-Ni,AI型)中，不改变原合金组成相的结构和相稳定性，使强度提高，使用温度提高 50℃以上，并且可以采用铸锻法进行加工。本研究以探讨最佳的固溶处理条件为目的，研究固溶处理条件对纤维组织和硬度的影响。
用于实验的合金为在U720Li中分别添加0%， 10%，15%，10%的Co-16.9Ti，组成的TMW1， TMW2，TMW4和TMW2+4Co合金。它们在760℃ 下相的体积比分别为45%，48.5%，45%， 46%。试样为在锻造盘件标准部位切取的15mm× 15mm×15mm方块。在1100~1200℃之间几种不同温度下保温4h后水冷固溶处理。试样的时效处理条件为650℃，24h+760℃，16h。
用光学显微镜和SEM观察固溶处理后的组织，用截距法测晶粒的平均直径，用点算法计算一次相的体积比。用显微维氏硬度计测硬度。高温硬度的试验温度和载荷分别为650℃和9.8N。
所有试验温度固溶处理的试样，其组织都以母相和相为主，或呈单相相，未观察到脆性"相。且随着固溶温度上升，所有的合金的一次相量减少，晶粒长大，特别是在一次相完全固溶的温度附近有明显的长大的倾向。由一次" 相体积比的变化趋势，可以推测TMW1，TMW2， TMW4和TMW2+4Co的'相的固溶温度分别为 1 150~1 160 ℃,1 165~1175℃,1145~1 155 ℃和 1140~1150℃。在相固溶温度之下，晶粒直径小于10μm，但在固溶温度附近急剧长大，1200℃ 时，所有合金都为400μm以上的粗大晶粒。
在同一固溶温度下，一次相体积比和平均粒径依合金成分不同而各不相同。以1100℃固溶处理的TMW1合金为比较基准时，一次相体积比相同的温度：TMW4和TMW2+4Co是1095~1100°℃(-5~
显微组织的观察结果与计算结果并不一致。计
算上确认了作为平律衡相的节相的存在，而实际上并未发现；且"相体积比的实验值比计算值大。原因是在本实验固溶条件下组织未达到平衡状态；用于计算的基础数据没有涵盖试验合金的成分。
当试验载荷为19.6N时，TMW1，TMW4和 TMW2+4Co的硬度随固溶温度的变化并不明显，而 TMW2则随着固溶温度的提高硬度增大。当试验载荷为0.98N时，所有的合金都显示出随固溶温度升高硬度增大。由此，出现了因载荷不同硬度值呈现较大差异的现象。但在1200℃固溶化处理、不同载荷条件下，若压痕选在一个晶粒内，其硬度值具有大致相同的变化趋势，由大到小依次为： TMW2，TMW4，TMW2+4Co，TMW1。
在1200℃固溶化处理的条件下，TMW1的硬度增量在650℃时要比室温大些。与TMW1相比， TMW4(Co+Ti为15%）室温硬度增大5%，在650 则增大25%。由于二者设计的相体积比都是 45%，故可认为硬度的增加主要是，各相的成分变化所致。TMW2(Co+Ti为10%)的室温硬度比 TMW1增大9%，是所有合金中的最大值，比相体积比相同的TMW1和TMW4的硬度值均大得多。但650℃的硬度增量却小于TMW4。TMW2+4Co是在TMW2的基础上添加了4%的Co，室温硬度增量为3%，比TMW2和TMW4都小，但650℃的硬度增量为16%，比TMW2大些。
本合金系是在U720Li基础上添加Co-Ti合金，改变、相的化学成分发展起来的。在相中， Co主要是替代Ni的位置，Ti则替代AI的位置进行替代式固溶。在添加了Co-Ti的合金中发现有 Co,Ti析出相存在。Co,Ti和NisAl一样，都是具有 Liz结构的金属间化合物，虽然常温硬度低，但在高温下有比NisAI更高的变形抗力。随着Co-Ti添加量的增加，硬度增量变大，固溶温度越高，增大