高熔點元素對鎳基高溫合金微觀組織特征相電子結構參數(shù)影響的計算研究.pdf

1、鎳基單晶高溫合金具有優(yōu)異的氧化穩(wěn)定性、耐腐蝕、抗蠕變等高溫性能，是航空業(yè)發(fā)展的重要保障，已被廣泛應用于先進航空發(fā)動機葉片和渦輪葉片的制備，是一種重要的高溫結構材料。高熔點元素W、Mo、Ta、Re是鎳基高溫合金中重要的高熔點強化元素，可以顯著提高合金的高溫性能，然而，其微觀作用機理有待進一步深入研究。
　　本文運用余瑞璜院士提出的固體與分子經(jīng)驗電子理論(EET)以及在此基礎上發(fā)展的結合能經(jīng)驗解法，建立了鎳基高溫合金的計算模型，計算研

2、究了典型合金CMSX-10中高熔點元素W、Mo、Ta、Re對合金微觀組織特征相電子結構參數(shù)的影響。在此基礎上，計算了第一代典型合金CMSX-2、第二代典型合金CMSX-4和第三代典型合金CMSX-10的電子結構參數(shù)，初步在電子層次上探討了高熔點元素影響合金高溫性能的本質原因。
　　研究結果表明:1）高熔點元素分別加入CMSX-10合金后，γ相和γ'相中n'A、σN和Ec數(shù)值均增加，表明高熔點元素提高了合金原子間鍵合力的強度，阻礙了

3、γ'相的筏排化，合金的相穩(wěn)定性和抵抗變形能力增強。2）不同含量的高熔點元素一起加入CMSX-10合金后，隨著元素含量的增加，γ相和γ'相的n'A和σN數(shù)值有不同程度的變化趨勢，但總體看來，高熔點元素主要強化的是γ'相。3）CMSX-2、CMSX-4、CMSX-10合金相的n'A和σN數(shù)值依次增加，合金的相穩(wěn)定性和抵抗變形能力依次增加，合金的承溫能力增強。4）CMSX-2、CMSX-4、CMSX-10合金相界面σ的數(shù)值依次增加，γ-Me/