Hf对第二代镍基单晶高温合金DD11高温低应力持久性能的影响

赵云松^1,2，张剑²，骆宇时²，唐定中²，冯强^1,3

1. 北京科技大学新金属材料国家重点实验室2. 北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室3. 高端金属材料特种熔炼工艺与制备北京市重点实验室

摘 要：通过对4种不同Hf含量（0⁰.80%,质量分数,下同）的第二代镍基单晶高温合金DD11铸态及热处理态组织定量表征与1100℃,140 MPa持久性能测试,研究了Hf对相转变温度、（g+γ’）共晶组织、碳化物、微孔、凝固偏析、合金元素成分分配比及持久性能的影响.结果表明,添加Hf显著降低合金的固/液相线,降低微孔含量,提高铸态共晶组织体积分数、MC型碳化物含量以及凝固偏析程度.合金热处理后,随着Hf含量提高,固溶微孔含量显著降低、残余共晶和碳化物含量显著增加.添加Hf通过提高Re,Mo和Cr的成分分配比,增加γ/γ’错配度,减小γ/γ’界面位错间距,促进Re,Mo和Cr向γ相中偏聚,提高固溶强化效果,减小微孔含量等方式,显著提高DD11合金持久性能.但当Hf含量达到0.80%时,热处理后的残余共晶、碳化物含量较高,导致合金持久性能明显降低.

关键词：单晶高温合金;Hf;成分分配比;显微组织;持久性能;