电子束精炼GH4068高温合金的除杂工艺及机制研究

摘要

目的探究电子束精炼法对GH4068合金中夹杂物去除行为的影响。方法用电子束熔炼设备对常规冶炼法制备的GH4068高温合金进行了精炼,使用扫描电子显微镜(SEM)及其配备的能谱(EDS)功能探究了合金中夹杂物的形貌、成分、数量及尺寸,并用AZtec软件进行了统计分析。结果在GH4068合金中,含量最多的夹杂物为Al2O3-TiN复合型夹杂物,其次为氧化物、氮化物以及少量的碳氮化物。经电子束精炼后,合金中的O含量、N含量、夹杂物的数量密度和面积密度以及最大夹杂物尺寸均有所降低;当精炼参数为12 kW-30 min时,精炼效果最佳,合金中的氧的质量分数降低到6.50×10-6(下降了80.06%),氮的质量分数降低到0.13×10-6(下降了95.00%),夹杂物的数量密度和面积密度分别降低到21.99个/mm^(2)和34.08μm^(2)/mm^(2)(分别降低了45.62%和52.40%),最大夹杂物面积降低到12.59μm^(2)(母材面积为50.23μm^(2)),GH4068的纯净度得到了显著提高。结论电子束精炼法有良好的除杂效果,且除杂效果随功率的升高呈现出先增强后减弱的趋势,GH4068合金的最佳精炼工艺参数为12kW-30min。