高γ′相含量难变形高温合金GH4151铸态组织与开裂敏感性分析

作     者：钟佳 王法 江河 姚志浩 董建新 

作者机构：北京科技大学材料科学与工程学院 

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

年 卷 期：2024年

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] 

基　　金：国家科技重大专项项目No.J2019-VI-0021-0137 

主　　题：GH4151难变形高温合金 铸态组织 元素偏析 裂纹分析 

摘      要：GH4151合金化程度高，凝固偏析严重，析出相多且复杂，易造成合金开裂，为了研究GH4151合金铸态组织与开裂敏感性，本工作采用OM、SEM、DSC、萃取相分析、XRD、热压缩模拟和热力学计算方法研究了GH4151合金铸态组织与开裂敏感性，分析了GH4151合金的元素偏析、铸态组织、相析出行为以及开裂特征。结果表明，GH4151合金中Nb元素偏析严重，偏析系数高达2.3。元素偏析促进铸锭枝晶间析出大量γ′相、约0.167%Laves相、0.289%MC碳化物、γ/γ′共晶相和η相等，枝晶间析出尺寸较为粗大且形貌不规则的复杂析出相，析出相与基体相界面处易萌生裂纹并沿着界面处扩展。同时，γ′相含量高达41.177%，高γ′相含量使得GH4151合金的热导率降低，导致合金铸锭在冷却过程中更容易积累热应力。凝固偏析、不规则析出相与热应力易积累的共同作用，导致GH4151合金铸锭呈现易开裂敏感性。