鎳基高溫合金K418和K4169組織與夾雜物的研究.pdf

1、鎳基高溫合金是制造航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件、航天火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等各種高溫部件的關(guān)鍵材料。本課題研究對(duì)象是棒材K418(Φ30mm)、板材K418、返回料K418、棒材K4169(Φ30mm)，主要研究了以下四個(gè)方面的內(nèi)容：
　　首先，采用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡及能譜儀對(duì)兩種合金進(jìn)行鑄態(tài)組織研究。結(jié)果表明 K418合金三種型材的突出特點(diǎn)是：棒材 K418枝晶最發(fā)達(dá)，晶粒最大；板材 K418枝晶間和晶界處(γ+γ')共晶分布較多；返回料 K4

2、18晶粒最小，但存在大量縮孔。K418合金中γ'相主要以方形彌散分布于基體中，對(duì)合金起彌散強(qiáng)化作用；(γ+γ')共晶主要以葵花狀存在于枝晶間和晶界處；碳化物以塊狀和顆粒狀分布在枝晶間和晶界處。K4169合金的鑄態(tài)組織也呈現(xiàn)出樹(shù)枝晶形貌，由于Nb含量較高，就會(huì)形成兩種晶體結(jié)構(gòu)不同但分子式相同的γ″相和δ相。Laves相主要分布于枝晶間和晶界處，δ相呈針狀分布于 Laves相周圍。
　　其次，采用CSLM原位觀察K4169合金的高溫相

3、變過(guò)程。850℃保溫120s后，γ′相發(fā)生溶解，γ″相在晶體內(nèi)部析出，Laves相開(kāi)始往基體中溶解；加熱到950℃保溫120s時(shí)，γ″相繼續(xù)析出，Laves相已經(jīng)大部分溶解到基體中，晶界顯露；1150℃保溫200s后，γ″相開(kāi)始溶解，Laves相已經(jīng)完全溶解，晶界更加明顯；1286℃時(shí)，晶界發(fā)生粗化；1300℃保溫200s后晶界粗化加劇。
　　再次，制定三種不同固溶冷卻方式(水冷、空冷和爐冷)與三種不同時(shí)效時(shí)間(8h、16h和24

4、h)來(lái)研究不同熱處理制度對(duì)鎳基高溫合金 K418組織和力學(xué)性能的影響，結(jié)果表明1180℃×2h(AC)、930℃×16h(AC)的熱處理工藝能獲得最適當(dāng)?shù)膹?qiáng)化相γ′數(shù)量和形態(tài)及合金硬度，是較理想的熱處理制度。
　　最后，結(jié)合光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡及能譜儀對(duì)鎳基高溫合金 K418和K4169中的夾雜物進(jìn)行研究，通過(guò)高真空度對(duì)兩種合金進(jìn)行真空熔煉，嘗試降低合金中的氧含量和氮含量。兩種合金經(jīng)真空熔煉后，氧含量和氮含量都明顯降低，氧含量最大