W元素在新型镍基粉末高温合金中的强化作用

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作   者：

贾建;  罗俊鹏;  张浩鹏;  闫婷;  侯琼;  张义文; 

作者机构：

中国航发南方工业有限公司;  钢铁研究总院有限公司高温材料研究所; 

关键词：

退火孪晶;  错配度;  晶界强化;  共格应变强化;  层错能;  固溶强化;  沉淀强化;  粉末高温合金; 

期刊名称：

材料导报

i s s n：

1005-023X

年卷期：

2024 年 015 期

页   码：

54-59

摘   要：

通过真空感应熔炼(VIM)棒料+电极感应熔炼氩气雾化(EIGA)制粉+热等静压(HIP)成形+热处理(HT)工艺制备三种W含量(质量分数4.1%、6.1%和8.1%)的新型镍基粉末高温合金实验锭坯。以此锭坯为对象，结合金属材料相图计算及材料性能模拟软件JMatPro 6.5计算，利用SEM、EBSD和XRD分析W含量对热处理态锭坯显微组织(如晶粒尺寸、退火孪晶、γ′强化相及错配度)的影响，测试分析不同温度下合金的拉伸性能，通过经验公式量化分析各强化机制对合金室温屈服强度的贡献情况。结果表明，随着W含量增加，γ基体层错能明显降低，热处理态退火孪晶界Σ3数量增多；W促使晶内一次γ′强化相由立方状加速粗化为固态枝晶状，对γ′总量和二次、三次γ′的影响不大；W进入γ基体产生晶格畸变的程度大于γ′强化相，使得γ′/γ错配度呈下降趋势；W有助于提高室温和650～800℃拉伸强度，但略微降低塑性；W主要起固溶强化、γ/γ′共格应变强化和晶界强化作用，其中固溶强化贡献相对最低，固溶强化时以强化γ基体为主，γ基体固溶强化和γ/γ′共格应变强化效果随W含量增加而减弱，W含量为6.1%时晶界强化效果最大；固溶强化、γ/γ′共格应变强化和晶界强化贡献值总和不足室温屈服强度实测值的50%,合金以γ′相沉淀强化为主，测试值和计算值较为吻合。