镍基高温合金定向凝固中的相变过程

摘要

镍基高温合金由于其良好的高温性能被广泛应用于航空发动机和工业燃机的涡轮叶片.早期用精密铸造工艺制成的高温合金叶片为等轴晶组织.利用定向凝固的方法可以获得柱晶或单晶组织的叶片,分别消除了与主应力轴垂直的横向晶界和所有的晶界,使叶片高温性能有了明显提高.镍基高温合金中添加了多种合金元素,为复杂的多元体系,其凝固过程呈现为复杂的多相析出过程.一般认为,随着温度下降到合金的熔点以下,熔体中首先出现树枝状的γ相,然后在γ枝晶间形成碳化物.在凝固过程的后期,会在残余液体中出现γ/γ'共晶组织.而在γ-固相的基体上会析出细小的γ'粒子.这样,典型的高温合金铸态组织包括γ枝晶,碳化物,γ/γ'共晶,γ'粒子和少量其他化合物.但这些相形成过程中的相互关系并不为人所知.特别是枝晶间液体中的碳化物和共晶团,一般认为它们分别在凝固过程的前期和后期先后独自析出,互相之间并没有生长机理上的依附关系.