稀土元素Y、Ce對定向凝固高溫合金DZ444組織和性能的影響.pdf

1、DZ444是一種新型定向凝固抗熱腐蝕高溫合金，主要用于制作艦船及工業(yè)燃氣輪機熱端部件渦輪葉片和導(dǎo)向葉片?？量痰墓ぷ鳝h(huán)境要求其具有優(yōu)異的抗高溫氧化及抗熱腐蝕性能。本文以DZ444B合金和添加微量稀土元素Y和Ce后的DZ444C合金為對象，簡單介紹了兩合金的微觀組織和力學(xué)性能并重點研究了兩合金的高溫氧化行為和熱腐蝕行為，通過對比稀土元素Y和Ce帶來的影響探索相關(guān)的機理。結(jié)果表明:
　　稀土元素Y和Ce可以細化DZ444合金的枝晶組織并

2、增加合金鑄態(tài)組織中的共晶數(shù)量。前者與稀土元素可以降低形核功以及其氧化物和硫化物能提供額外的晶核有關(guān)，而后者與Y和Ce原子半徑較大可加劇固液界面前沿元素偏析有關(guān)。稀土元素Y和Ce對合金的拉伸性能影響不大但略微降低持久性能。這是因為加入稀土元素的合金晶界處未析出細小的鏈狀碳化物。然而，合金拉伸及持久的斷裂機制并未因稀土元素的加入而改變，均為以塑性斷裂為主的混合斷裂機制。
　　DZ444合金在700-950℃的氧化動力學(xué)規(guī)律符合拋物線規(guī)

3、律，其高溫氧化過程主要受Cr3+離子在以Cr2O3為主的氧化膜中的擴散控制。這與是否添加稀土元素無關(guān)。然而，稀土元素極易偏聚于合金表面，促進保護性Cr2O3膜的形成從而阻止合金的進一步氧化并能有效抑制合金的內(nèi)氧化。另外，稀土元素可以降低合金的氧化激活能和950℃時的氧化膜厚度，但不改變氧化膜組成。經(jīng)950℃/100h氧化后氧化膜下方合金基體中存在明顯的γ'分解區(qū)，加入稀土元素的合金γ'分解區(qū)寬度明顯減小。
　　DZ444合金熱腐蝕