镍基高温合金单晶的制备与表征

作     者：梁肖肖 

作者单位：上海应用技术大学 

学位级别：硕士

导师姓名：徐家跃

授予年度：2016年

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

主      题：镍基高温合金 晶体生长 组织形貌 短期时效 高温氧化 

摘      要：采用改进的坩埚下降法生长了镍基高温合金单晶,采用氧化铝坩埚以及取向籽晶,获得单晶尺寸直径30-40mm,长260mm,晶体生长的过程中温度加热到1480℃,生长速率为2cm/h;生长其形貌表现出典型十字型枝晶结构,枝晶间存在少量的γ′/γ共晶,平均一次枝晶间距为367μm,二次枝晶间距为60μm;γ’强化相立方状,分布均匀;γ’/γ共晶含有Mo,Ta,Co,Ru等元素;该合金单晶主要由γ′和γ两相组成,通过公式计算得出25℃和982℃两个温度下两相的晶格错配度分别为:δ=-0.087%,δ=-0.5641%;热处理工艺为1310℃,4h,A.C+1050℃,4h,A.C+870℃,24h,A.C;随着时效温度升高和时间增加,TCP相和碳化物相析出,在1050℃短期时效50h和70h,析出较多的碳化物相;时效温度和时间影响其显微硬度。研究了900和1000℃氧化200h的氧化行为。两个温度氧化120h后,其质量增加达到一常数值,动力学曲线呈抛物线状;900℃氧化200h后氧化形貌呈球状,1000℃氧化后,表面氧化粒子呈不规则状,尺寸变大;氧化表面产物基本相同,由NiO,CrO,AlO,尖晶石(Ni,Co)AlO,NiCrO,NiTaO以及WO构成,氧化截面层厚度大约为10μm。