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M963合金是一种W、Mo和Nb含量较高的铸造镍基高温合金,具有较高的高温强度,但塑性较低,尤其是在高温使用温度范围.为改善该合金的性能,在合金熔炼过程中采用了熔体处理新工艺.该文系统研究了熔体处理对该合金液态结构、化学成分、凝固组织和力学性能的影响以及固态热处理对经高温熔体处理后的M963合金组织和力学性能的影响.得到以下主要结论:高温X射线衍射分析表明镍基高温合金的液态结构与熔体热历史密切相关.M963合金经较低温度(1520℃)过热处理后,在1500℃时,存在Ni<,3>Al型和MC碳化物型两种中程有序原子团簇,随着温度的降低,MC碳化物型原子团簇演变为MC碳化物的核心并继续长大;经较高温度(1600℃)过热处理后,在1580℃时,两种中程有序原子团簇都已消失,随着温度的降低,Ni<,3>Al型原子团簇重新出现,但MC碳化物型原子团簇不再形成.对高温蠕变过程中的显微组织演化及断裂机理的研究结果表明:经1600℃×5min熔体处理的M963合金在975℃/225MPa条件下的蠕变过程中,γ′相粒子逐渐筏形化,由初始阶段的分布在γ基体中的立方状孤立相转变为蠕变后期的包围γ相的连续相;在枝晶干上有颗粒状M<,6>C碳化物析出;蠕变变形机制从开始阶段的Orowan绕过γ′相粒子转变为蠕变后期的位错切过γ′相粒子.未经熔体处理的M963合金在还没有进入蠕变第三阶段就提前断裂.M963合金的高温蠕变断裂属于沿晶断裂,裂纹萌生于表面或内部晶界处的疏松和大块状MC碳化物周围.熔体处理提高M963合金的高温蠕变性能的根本原因在于改善了合金的显微组织.