小角X射线散射法对GH4096高温合金中γ′相的尺寸分布分析

摘要

通过物理化学相分析的方式,电解提取了5种冷却速率下生产的GH4096高温合金在高温蠕变前、后的γ′析出相,并制样以后进行小角X射线散射（SAXS）分析,得到了γ′析出相的尺寸分布,辅以扫描电子显微镜（SEM）手段,比较了5种冷却速率对γ′相析出的影响以及经高温蠕变后γ′相所发生的变化。研究结果表明:不同的固溶冷却速率对γ′析出相的尺寸分布存在影响。较慢的冷却速率使得γ′析出相在较小过冷度时长大,而在较大过冷度时又大量析出,各个尺寸段的γ′析出相质量分数分布相对平均,没有含量特别高的某一段。较快的冷却速率,析出的γ′相尺寸相对较小,且尺寸较为接近。绝大部分γ′相都分布在10～96nm之间。经过高温蠕变以后,不同冷却速率下制备试样的γ′相平均尺寸和尺寸中位数不同程度地变大。经高温蠕变后,γ′析出相的尺寸分布也发生了一些变化。冷却速率相近的3个试样经过高温蠕变过程后,60～96nm尺寸范围段的γ′析出相质量分数显著大于其他段,而36～60nm尺寸范围段的γ′析出相显著减少。冷却速率最快和冷却速率最慢的试样经过高温蠕变后,200～300nm尺寸范围段的γ′析出相质量分数都较大幅度增加,但发生减少的尺寸范围段不一样。SAXS法得到的数据有统计性意义和趋势性,未来结合图像法的定量结果相互印证可以展现更好的γ′相形貌,助力材料研究。