铝含量对定向凝固Ni_3Al基合金显微组织和持久性能的影响

摘要

研究了铝含量对定向凝固Ni3Al基合金铸态和热处理态显微组织的影响,用定向凝固技术制取合金.测试了合金的高温持久性能,利用SEM,EDS,XRD等考察了持久断裂试样的微观形貌.结果表明,铝含量在6.5%～9.5%(质量分数,下同)范围内,合金的铸态组织由γ',γ和MC碳化物组成,9.5%Al的合金形成大量的γ'初晶和少量β-NiAl相;1 300℃,4 h固溶热处理使次生γ'全部固溶,共晶γ'固溶很少,直到合金初熔γ'初晶和β-NiAl相仍不能固溶,严重损伤合金的高温强度;在1 100℃,70MPa条件下持久时间高于10 h时,合金即出现明显的筏排组织,持久裂纹主要沿柱晶横向段和枝晶间萌生扩展.7.5%～8.5%的铝含量是添加了W,Mo,Ta,Ti等合金元素的定向凝固Ni3Al基合金的适宜范围.