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鈷基高溫合金γ"相沉淀動力學

史淑靜，李永勝^*，王棟，張效源

南京理工大學?材料科學與工程學院，南京，210094

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摘要：沉淀強化鈷基高溫合金是最具發(fā)展?jié)摿Φ男乱淮邷睾辖?。?相的高溫不穩(wěn)定性、γ"相的早期到粗化階段的連續(xù)轉(zhuǎn)變動力學，以及蠕變性能對合金的研發(fā)具有重要參考價值。利用TEM、SEM和APT，以及相場模擬研究了不同溫度下鈷基高溫合金γ"相的連續(xù)沉淀過程，探討了γ"相的形貌和成分變化、γ"相的形核長大和粗化動力學行為以及其與合金性能的關(guān)系。

相場模擬揭示了具有快速沉淀特征的γ"相初期沉淀至粗化的動力學演變，而5 min時效實驗顯示γ"相已經(jīng)進入粗化階段；相轉(zhuǎn)變初期γ/γ"相界面附近基體中存在元素的富集和貧化現(xiàn)象，如明顯的Al/W貧化和Co的富集，且溫度越低、持續(xù)時間越長；γ"相在高溫下更快地發(fā)生粗化，粗化階段γ相中W成分的變化速率是析出相中2–3倍；γ"相平均顆粒半徑的時間指數(shù)在長大階段接近或大于1/2而在粗化階段接近1/3，粗化階段顆粒數(shù)密度的時間指數(shù)接近–1。體積分數(shù)的演變表明1000 h低溫時效后γ"相尚未達到穩(wěn)態(tài)粗化。低溫下顆粒的彌散分布產(chǎn)生顯著的強化效應(yīng)，表現(xiàn)為合金的硬度增加。在不同應(yīng)力加載條件下，驅(qū)動滑移系的差別使得合金蠕變性能呈現(xiàn)顯著差異。研究表明，相場模擬可以獲得與實驗相符合的結(jié)果。

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關(guān)鍵詞：高溫合金；γ"相；界面成分；動力學；蠕變