热处理对镍基单晶高温合金微观组织和高温持久性能的影响

摘要

采用螺旋选晶法,制备了一种镍基单晶高温合金.在非真空箱式电阻炉中进行分级均匀化热处理,研究了热处理制度对合金显微组织及持久性能的影响.结果表明:合金的铸态组织由γ-Ni固溶体相、初生和次生的γ'-Ni3Al相、以及γ/γ'共晶相组成;1 305～1 310℃、16 h固溶处理后,次生γ'全部固溶,少量γ/γ'共晶没有完全固溶;1 315℃、16 h固溶处理后,γ/γ'共晶全部固溶;1 320℃、2 h固溶处理后,出现少量初熔;两次时效处理明显改变了γ'的尺寸、形貌及分布;合金经1 180℃、2 h+1 290℃、2 h+1 315℃、16 h AC+1 140℃、4 h AC+870℃、24 h AC完全热处理后,在1 100℃,137 MPa条件下持久寿命达到100 h.持久裂纹主要沿与拉应力垂直的枝晶间横向段萌生扩展,与γ/γ'共晶完全固溶状态相比,未固溶的γ/γ'共晶更容易成为主要裂纹源.