1、為了進(jìn)一步提高鎳基高溫合金的服役溫度,滿足航空發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率的需要,通常在鎳基高溫合金中增加難熔元素Mo、W等的添加量,增強(qiáng)合金的固溶強(qiáng)化能力。但此類(lèi)元素的增加會(huì)加劇高溫合金的偏析,減小合金的加工窗口,增加合金高溫服役過(guò)程中的組織不穩(wěn)定性,加劇合金使用過(guò)程中TCP相的析出,對(duì)合金的制備和使用帶來(lái)不利影響。因此希望在不增加合金難熔元素含量的前提下,通過(guò)調(diào)整合金中Al、Ti、Co元素的含量,提高合金的固溶強(qiáng)化和析出強(qiáng)化能力,抑制合

2、金高溫服役過(guò)程中有害相的析出,并且確保合金具有良好的加工性能。本文使用熱力學(xué)計(jì)算和實(shí)驗(yàn)分析的方法,研究了利用Co3Ti強(qiáng)化的新型Ni-Co基高溫合金中Al、Ti、Co元素含量變化對(duì)合金高溫力學(xué)性能和可加工能力的影響。本文利用熱力學(xué)計(jì)算軟件JMatPro和相應(yīng)的鎳基高溫合金數(shù)據(jù)庫(kù),研究了新型Ni-Co基高溫合金的化學(xué)成分對(duì)平衡相的析出行為、加工性能和γ/γ′晶格錯(cuò)配度的影響。結(jié)果表明:Ti/Al值(原子比)和Ti+Al含量的增加可以分別提

3、高合金中γ/γ′相的晶格錯(cuò)配度和γ′析出相的含量,提高合金的高溫強(qiáng)度。Co含量的升高可以拓寬合金的加工窗口,改善合金的加工能力,增加合金?γ/γ′相的晶格錯(cuò)配度,提高合金析出強(qiáng)化的效果。同時(shí),Ti/Al值的增加促進(jìn)合金中η相析出,而Co含量的增加具有抑制η相的效果。因此,在Co含量較高的Ni-Co基高溫合金中,適當(dāng)提高Ti含量可以提高合金中γ′相的含量和?γ/γ′相的晶格錯(cuò)配度,增加合金的析出強(qiáng)化效果,但是Ti/Al值過(guò)高會(huì)增加合金中η

4、相析出,不利于合金高溫服役時(shí)的組織穩(wěn)定。制備四種Al、Ti、Co元素含量不同的Ni-Co基高溫合金。實(shí)驗(yàn)表明,新型Ni-Co基高溫合金具有良好的加工能力,在合適的溫度區(qū)間內(nèi)可以進(jìn)行軋制等變形處理。合金經(jīng)過(guò)軋制變形后,枝晶破碎,合金中的組織均勻性明顯提高。合金進(jìn)行固溶處理和兩次時(shí)效處理后,可以得到彌散分布于基體的一次γ′析出相和尺寸更細(xì)小的二次或三次γ′析出相。對(duì)四種Al、Ti、Co元素的含量不同的Ni-Co基高溫合金的微觀組織進(jìn)行分析后

5、發(fā)現(xiàn),在Ti/Al值為1.8的合金中,鑄態(tài)和軋制態(tài)均析出了一些板條狀η相,而在其它幾種Ti/Al值較低的合金中沒(méi)有η相析出。在不同溫度下對(duì)合金進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn),在750℃及以下溫度區(qū)間內(nèi),Ti/Al值和Ti+Al含量較高的合金具有良好的拉伸屈服強(qiáng)度。但是在750℃以上,Ti/Al值較高的合金屈服強(qiáng)度隨溫度升高明顯下降,而Ti+Al含量較高的合金仍能保持較高的屈服強(qiáng)度。因此在Ni-Co基變形高溫合金中可適當(dāng)提高Ti+Al含量,但應(yīng)嚴(yán)格控