CMSX-6合金的定向凝固微觀組織及缺陷研究.pdf

1、鎳基高溫合金由于其具有較高的高溫強度，良好的抗氧化性，抗熱腐蝕性能，優(yōu)異的抗疲勞性能以及斷裂韌性等綜合性能，而被廣泛應用在航空發(fā)動機，地面燃氣輪機等高端承熱部件上。但是隨著鎳基高溫合金的發(fā)展，一些難熔元素的大量加入，以及鑄件尺寸的大型化與形狀的復雜化，其合金在凝固過程產生的缺陷愈來愈嚴重。對這些缺陷的研究具有一定的實際意義。
　　本文以第一代鎳基高溫合金CMSX-6為研究對象，利用VDF-10真空定向凝固爐，在不同的抽拉速率下制備

2、了一批定向圓柱體試棒和單晶葉片。利用光學顯微鏡對圓柱體試棒的微觀組織進行觀察分析，并利用Nano Measure軟件對試棒鑄態(tài)組織中的縮松進行了統(tǒng)計分析。利用掃描電鏡進一步分析了CMSX-6合金中的γ、γ'以及共晶相的尺寸和形貌。同時利用掃描電鏡能譜儀分析了不同凝固工藝參數下、不同部位的元素的偏析行為。利用帶有選晶器的模殼，制備出了一批單晶葉片，通過觀察單晶葉片中形成的雜晶，分析了雜晶的形成機理，通過熱導體技術可以減少雜晶的形成傾向。本

3、文的主要結論如下:
　　(1)抽拉速率在2.5-4.5mm/min變化時，CMSX-6合金定向鑄態(tài)呈典型的枝晶形貌，在枝晶間分布有少量的共晶組織。枝晶間處γ'相的尺寸明顯大于枝晶干處，且形貌更為不規(guī)則。隨著抽拉速率的增大，其一次枝晶間距、γ'相的尺寸均呈減小的趨勢。在合金凝固過程中Al、Ta、Ti為正偏析元素，富集于枝晶間;Cr、Co、Mo為負偏析元素，富集于枝晶干。抽拉速率在2.5-4.5mm/min變化時，隨著抽拉速率的提高，

4、元素的偏析程度有所減輕。在同一抽拉速率下，距水冷銅盤高度越高，偏析越嚴重。
　　(2)抽拉速率在2.5-4.5mm/min變化時，鑄件中縮松孔徑的大小隨抽拉速率的增大而減小。在同一抽拉速率下，縮松孔徑的大小隨距水冷銅盤高度的增加呈先增大后減小的趨勢。
　　(3)在用CMSX-6合金制備鑄件時，在鑄件的表面未發(fā)現(xiàn)雀斑缺陷的存在。通過對照試驗，以CMSX-4為研究對象，發(fā)現(xiàn)雀斑需要在一定的凝固工藝參數下才會形成。通過分析這兩種合