Ru和Cr在一种无Re镍基单晶高温合金凝固过程中的作用.pdf

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1、第50卷第9期金属学改Vb1．50No．92014年9月第1025-1030页ACTAMETALLURGICASINICASep．2014PP．1025—1030111，!!!!!!!!=!。。=!!!!。!!。!!!!!!!!!!!!!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)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cL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

2、出富Ru相，富Ru相析出量随Ru和cr的同时添加而大量增an；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，元素偏析中图法分类号TG146文献标识码A文章编号0412．1961(2014)09—1025—06INFLUENCEoFRuANDCroNSoLIDIFICATIoNPRoCESSINARe．FREENi．BASEDSINGLECRYSTALS

3、UPERALLoYLUoYinping,zHoUzhon．L1UdinlaiInstituteofMetalResearch，ChineseAcademyofSciences，Shenyang110016Correspondent．"ZHoUYizhou,professor,Te1．"(024)23971767,E-mail：yzzhou@imrac．cnSupportedbvNtionalNaturalScienceFoundationofchina(Nos．U1037601and51271186)andNationalBasicResearchProgramofChi

4、na(No．2010CB631206)Manuscriptreceived2014—03—28．inrevisedform2014—06—15ABSTRACTTheefectofadditionofRuandchangeofCrcontentonsolidificationbehaviorsaresystematica1．1yinvestigatedinaRe·freeNi-basedsinglecrystalsuperalloywithafixedmassfractionadditionsofRuandCr,withtheuseofDTA，OM，SEMandEPMA．T

5、heresultsshowthattheadditionofRucallincreasetheeutecticfrac．tion．facilitatetheformationofRu．richphasewhichwouldincrease1argelyatthetimeofRuandCradditionsyn．chronously．RuadditioncanpromotesWsegregatetothedendritearm，andinhibitsMotosegregatetotheinterden-driticregion．TheincreasementofCraddi

6、tioncandecreasethesegregationratioofWbuthavelittleefectonMo．ThecombinationofRuandCrinfluencesthesolidificationmicrostructuresandsegregationbehaviorscorporately,andthusinfluencesheattreatmentprocessesandthemicrostructurestability．KEYWORDSRu，Cr,Ni-basedsinglecrystalsuperalloy,solidification

7、behavior,elementalsegregation为了提高镍基单晶高温合金的承温能力。合金提高到6％(质量分数，下同)】．随着研究的进一步中难熔元素添加量不断增加．Re作为有效的强化元深入，人们发现Re含量的不断增加会降低合金的组素早就被注意到n。，其含量也随着高温合金的发展织稳定性，使合金在高温应用过程中析出拓扑密堆相(topologicalclose—packedphase，TCP相)，威胁高国家自然科学基金项目u1037601和51271186，以及国家重点基础温结构器件的使用安全[5o]．早在上个世纪90年代，