W元素在新型鎳基粉末高溫合金中的強化作用

編號：CYYJ043397

篇名：W元素在新型鎳基粉末高溫合金中的強化作用

作者：賈建 羅俊鵬 張浩鵬 閆婷 侯瓊 張義文

關(guān)鍵詞： 粉末高溫合金 退火孿晶 錯配度 層錯能 固溶強化 共格應(yīng)變強化 晶界強化 沉淀強化

機構(gòu)： 鋼鐵研究總院有限公司高溫材料研究所 北京鋼研高納科技股份有限公司 中國航發(fā)南方工業(yè)有限公司

摘要： 通過真空感應(yīng)熔煉(VIM)棒料+電極感應(yīng)熔煉氬氣霧化(EIGA)制粉+熱等靜壓(HIP)成形+熱處理(HT)工藝制備三種W含量(質(zhì)量分數(shù)4.1%、6.1%和8.1%)的新型鎳基粉末高溫合金實驗錠坯。以此錠坯為對象,結(jié)合金屬材料相圖計算及材料性能模擬軟件JMatPro 6.5計算,利用SEM、EBSD和XRD分析W含量對熱處理態(tài)錠坯顯微組織(如晶粒尺寸、退火孿晶、γ′強化相及錯配度)的影響,測試分析不同溫度下合金的拉伸性能,通過經(jīng)驗公式量化分析各強化機制對合金室溫屈服強度的貢獻情況。結(jié)果表明,隨著W含量增加,γ基體層錯能明顯降低,熱處理態(tài)退火孿晶界Σ3數(shù)量增多;W促使晶內(nèi)一次γ′強化相由立方狀加速粗化為固態(tài)枝晶狀,對γ′總量和二次、三次γ′的影響不大;W進入γ基體產(chǎn)生晶格畸變的程度大于γ′強化相,使得γ′/γ錯配度呈下降趨勢;W有助于提高室溫和650~800℃拉伸強度,但略微降低塑性;W主要起固溶強化、γ/γ′共格應(yīng)變強化和晶界強化作用,其中固溶強化貢獻相對最低,固溶強化時以強化γ基體為主,γ基體固溶強化和γ/γ′共格應(yīng)變強化效果隨W含量增加而減弱,W含量為6.1%時晶界強化效果最大;固溶強化、γ/γ′共格應(yīng)變強化和晶界強化貢獻值總和不足室溫屈服強度實測值的50%,合金以γ′相沉淀強化為主,測試值和計算值較為吻合。