高温合金单晶铸件中共晶组织分布的表面效应

作     者：马德新 赵运兴 徐维台 皮立波 李重行 MA Dexin;ZHAO Yunxing;XU Weitai;PI Libo;LI Zhongxing

作者机构：深圳万泽中南研究院深圳518045 中南大学粉末冶金研究院长沙410083 

出 版 物：《金属学报》 (Acta Metallurgica Sinica)

年 卷 期：2021年第57卷第12期

页      面：1539-1548页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0703[理学-化学] 

基　　金：深圳市发展和改革委员会项目No.SZDRC20181000 广东省重点领域研发计划项目No.2019B010935001。 

主　　题：单晶高温合金 叶片 共晶组织 固溶热处理 上表面聚集效应 

摘      要：对一种第三代单晶高温合金的单晶叶片和试棒铸件进行了检测,没有观察到共晶组织在横向上向铸件外表面偏聚的现象,但是发现它在垂直方向上发生了明显的不均匀分布。铸件朝下的底面区域共晶很少,而朝上的顶面区域则有大量的共晶聚集。其原因在于定向凝固过程中γ′相形成元素Al+Ti+Ta会在枝晶间液体中富集,并通过扩散和对流的方式向上迁移,最后在铸件的上表面聚集而生成大量的γ/γ′共晶组织。铸态共晶上表面聚集的影响因素除了合金成分,还有凝固条件和铸件形状。对铸件固溶热处理后组织的研究表明,铸件外表面区域的残余共晶量明显少于内部区域。这是因为铸件表面Al和Ti元素的挥发造成了γ′形成元素的贫化,导致共晶组织固溶速率加快。