| Hf和Zr在高温材料中作用机理研究 |
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| 引用本文： | 郑运荣,蔡玉林,阮中慈,马书伟.Hf和Zr在高温材料中作用机理研究[J].航空材料学报,2006,26(3):25-34. |
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| 作者姓名： | 郑运荣 蔡玉林 阮中慈 马书伟 |
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| 作者单位： | 1. 北京航空材料研究院,北京,100095
2. 中国科技导报社,北京,100081 |
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| 摘 要： | 在高温合金中,元素Hf和Zr可以促进γ γ′共晶、MC(2)碳化物、M2SC碳硫化物和Ni5M相的形成,改变草书状MC和M3B2成为块状并且通过净化晶界或枝晶间自由态的S来提高这些薄弱部位的结合强度,从而延迟裂纹的形成和扩展.Hf和Zr可提高铸造高温合金室温拉伸和中温持久的强度和塑性.Hf,Zr抑制次生碳化物M23C6和M6C的生成,从而提高了合金在高温长时热暴露时的显微组织稳定性.Hf,Zr降低合金的初熔温度,Ni5Hf和Ni5Zr相的初熔被认为是Hf,Zr影响初熔的主要原因.通过1150℃/8h的预处理,Ni5Hf以Ni5Hf γ(C)→MC(2) γ反应或者固溶两种方式被消除.元素Hf可以缩小枝晶间失去毛细管补缩能力和固相线之间的温度范围,还能降低枝晶间液池沟通所需的液体量.在凝固后期枝晶间的富Hf熔体具有很好的流动性、浸润性和趋肤效应,这些都是降低合金热裂倾向、提高合金可铸性和焊接性能的有利因素.具有高的化学活性的富Hf液膜容易在铸件表面形成Hf2O薄层.Hf和Zr是钎焊用中间层合金的降熔点元素.根据凝固过程中富Hf,Zr熔体的成分最终发展出Ni-18.6Co-4.5Cr-4.7W-25.6Hf和Ni-10Co-8Cr-4W-13Zr两种中间层合金,使单晶高温合金的无Si、B连接成为现实.还发展出了定向凝固片状Ni3Al/Ni7Hf2共晶合金,成分为Ni-5.8Al-32Hf和Ni-4Al-26Hf-8Cr-4W.Ni-5.8Al-32Hf合金的最佳凝固条件为温度梯度G=250℃·cm-1和凝固生长速率R=5μm·s-1;Ni-4Al-26Hf-8Cr-4W,凝固条件为G=350℃·cm-1和R=1μm·s-1.
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| 关 键 词： | 高温合金 相变 铪 锆 凝固 初熔 TLP连接 Ni3Al/Ni7Hf2共晶 显微组织 MC(2)碳化物 Ni5Hf相 力学性能 |
| 文章编号： | 1005-5053(2006)03-0025-10 |
| 修稿时间： | 2006年1月20日 |
Investigation of Effect Mechanism of Hafnium and Zirconium in High Temperature Materials |
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| ZHENG Yun-rong,CAI Yu-lin,RUAN Zhong-ci,MA Shu-wei.Investigation of Effect Mechanism of Hafnium and Zirconium in High Temperature Materials[J].Journal of Aeronautical Materials,2006,26(3):25-34. |
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| Authors: | ZHENG Yun-rong CAI Yu-lin RUAN Zhong-ci MA Shu-wei |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | Superalloys phase transformations hafnium zirconium solidification incipient melting TLP bonding Ni_3Al/Ni_7Hf_2 eutectic microstructure MC_((2)) carbides Ni_5Hf phase mechanical properties |
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