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本文运用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、电子探针等仪器,研究了不同Ti,Cr,Re含量镍基高温合金的凝固过程,合金的微观组织特征和合金的热腐蚀行为。通过以上研究了解Ti,Cr, Re含量变化对合金凝固偏析,合金的微观组织稳定性和合金的抗热腐蚀性能的影响规律,为研制新型的高强抗热腐蚀铸造高温合金提供理论依据。得出以下主要结果: 1)不同Ti含量合金研究 研究发现随着合金中Ti含量增加,合金的初凝温度和终凝温度逐渐降低,合金的凝固温度区间逐渐增大;合金中的MC型碳化物数量逐渐增多,其析出温度逐渐降低,并且析出温度逐渐接近合金的初凝温度。合金中Ti含量的增加,促进了合金中Ta, Mo,W元素的偏析,也促进了合金中(γ+γ)共晶的形成。合金中Cr含量相同时,随着Ti含量的增加,合金的热腐蚀速率明显降低。 2)不同Cr含量合金研究 研究发现随着合金中Cr含量增加,合金的初凝温度和终凝温度明显降低,但对凝固区间的大小影响不大。随着Cr含量增加,合金中的Al,Ti,Ta, Re,W元素的偏析减轻,Mo的偏析加重,对Co的偏析程度影响不大。在800℃进行时效处理,合金中均有二次γ相析出,随着Cr含量和时效时间的增加,合金组织中二次γ相析出数量增加,而在900℃时效处理没有二次γ’相析出。当Cr的质量分数达到17%时,合金在800℃和900℃经过500h时效处理后,组织中均有针状σ相析出,合金的组织稳定性变差。随着Cr含量增加,合金的抗热腐蚀性能随之提高。 3)不同Re含量合金研究 研究发现合金中加入Re,合金的初凝温度、终凝温度、碳化物析出温度和凝固温度区间基本不变。合金中Re含量增加,促进了Mo的偏析,同时也增加了Re的自身偏析。当Re的质量分数达到4%时,晶内析出了针状的M23C6,并且随着Re含量的增加,合金的组织稳定性逐渐变差。 结合以上规律研究设计了一种新型高强抗热腐蚀定向凝固镍基合金DZ468,并对合金的凝固过程、热处理工艺、微观组织、主要物理性能和主要力学性能进行了研究。研究结果表明:DZ468合金具有良好物理性能、力学性能和抗热腐蚀性能。