Ru和Cr在一种无Re镍基单晶高温合金凝固过程中的作用

doi:10.11900/0412.1961.2014.00148

金属学报

2014, Vol. 50

Issue (9): 1025-1030 DOI: 10.11900/0412.1961.2014.00148

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Ru和Cr在一种无Re镍基单晶高温合金凝固过程中的作用

罗银屏, 周亦胄(

), 刘金来

中国科学院金属研究所, 沈阳 110016

INFLUENCE OF Ru AND Cr ON SOLIDIFICATION PROCESS IN A Re-FREE Ni-BASED SINGLE CRYSTAL SUPERALLOY

LUO Yinping, ZHOU Yizhou(

), LIU Jinlai

Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016

引用本文:

罗银屏, 周亦胄, 刘金来. Ru和Cr在一种无Re镍基单晶高温合金凝固过程中的作用[J]. 金属学报, 2014, 50(9): 1025-1030.
Yinping LUO, Yizhou ZHOU, Jinlai LIU. INFLUENCE OF Ru AND Cr ON SOLIDIFICATION PROCESS IN A Re-FREE Ni-BASED SINGLE CRYSTAL SUPERALLOY[J]. Acta Metall Sin, 2014, 50(9): 1025-1030.

全文: PDF(5658 KB) HTML

摘要:

在一种高性能无Re镍基单晶高温合金中分别添加一定质量分数的Ru和Cr, 通过DTA, OM, SEM和EPMA等分析方法, 研究Ru添加以及Cr含量变化对无Re合金凝固特性的影响. 结果表明, Ru添加会增加共晶面积分数, 使铸态组织中析出富Ru相, 富Ru相析出量随Ru和Cr的同时添加而大量增加; Ru添加能促进TCP相形成元素W向枝晶干偏聚, 抑制Mo向枝晶间偏聚; Cr含量增加能降低W的偏析系数, 但对Mo的偏析系数无明显影响; Ru和Cr会共同作用影响合金的凝固组织及偏析, 从而影响合金热处理工艺的制定和合金的组织稳定性.

关键词 ： Ru, Cr, 镍基单晶高温合金, 凝固特性, 元素偏析

Abstract：

The effect of addition of Ru and change of Cr content on solidification behaviors are systematically investigated in a Re-free Ni-based single crystal superalloy with a fixed mass fraction additions of Ru and Cr, with the use of DTA, OM, SEM and EPMA. The results show that the addition of Ru can increase the eutectic fraction, facilitate the formation of Ru-rich phase which would increase largely at the time of Ru and Cr addition synchronously. Ru addition can promotes W segregate to the dendrite arm, and inhibits Mo to segregate to the interdendritic region. The increasement of Cr addition can decrease the segregation ratio of W, but have little effect on Mo. The combination of Ru and Cr influences the solidification microstructures and segregation behaviors corporately, and thus influences heat treatment processes and the microstructure stability.

Key words： Ru Cr Ni-based single crystal superalloy solidification behavior elemental segregation

ZTFLH:

TG146

基金资助:* 国家自然科学基金项目U1037601和51271186, 以及国家重点基础研究发展计划项目2010CB631206资助

作者简介: null

罗银屏, 女, 1989年生, 硕士

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表1 实验合金的名义成分

图1 实验合金的DTA曲线

图2 10Cr3Ru合金凝固组织的OM像

图3 实验合金共晶形貌的SEM像

表2 升温条件下实验合金的相变温度

图4 实验合金的共晶面积分数

表3 10Cr3Ru合金中相的成分分析

图5 实验合金各元素的凝固偏析系数

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