定向凝固DZ445合金高温氧化行为的研究(3)

(2) 时效沉淀强化 所谓时效析出强化就是合金工件经过冷塑性变形、固溶处理、在较高温度或室温下的热处理过程 [1]。 1.2.3 按材料成型方式分类 (1)


(2) 时效沉淀强化

所谓时效析出强化就是合金工件经过冷塑性变形、固溶处理、在较高温度或室温下的热处理过程 [1]。

1.2.3 按材料成型方式分类

(1) 铸造高温合金

通过铸造直接制备的合金材料称为铸造高温合金。根据合金基体的成分,可分为铁基、镍基和钴基铸造高温合金3种类型;根据结晶模式可分为4种类型:多晶、定向凝固、定向共晶和单晶铸造高温合金[1]。

(2) 变形高温合金

目前,变形仍然是航空发动机中应用最广泛的材料,在国内外得到了广泛的应用; 美国变形高温合金的年产量约为中国的八倍 [1]。

(3) 新型高温合金

它包括粉末高温合金、钛铝金属间化合物、氧化物弥散强化高温合金、耐腐蚀高温合金、粉末冶金和纳米材料[1]。

1.3高温合金的强化

1.3.1高温合金的强化基础

周期表中与铁、钴和镍相邻的元素(第一类)由于原子尺寸、晶体结构和电子层的结构而形成连续固溶体。稍微远离的元素(第二类)形成有限固溶体:一些较远的元素形成离子化化合物(第三种类型):甚至不是彼此。相作用(第四种类型)。据此,考虑到工业应用的可能性和合金元素强化的条件,强化元素可归纳为以下几类:铁、钴和镍可形成连续的无限固溶体;锰、铜和贵金属满足ALS,它可以形成一个有限的固溶体,在相当宽的范围内或具有广泛的溶解度;它与相邻的组元形成。具有一定溶解度的有限固溶体;非金属元素在间隙固溶体中溶解度很小,因为原子原子的大小差别很大;金属元素如镁、锆、钙和钡的溶解度很小。由于原子尺寸差异较大,这些元素倾向于部分晶界。

除了上述强化元素外,还存在一些低熔点杂质。它们通常被称为高温合金中的五种有害元素。它们主要是由于其原子尺寸的大不匹配,其可能仅存在于原子排列的混合理论,或者晶体缺陷的晶界或相界面,并且由于其溶解度,弹匣元件也较小。晶界偏析对晶界弱化有显著影响。因此,在考虑高温合金强化的同时,还应注意降低弱化元素的含量。

1.3.2高温合金的第二相强化

固溶强化不足以建立位错运动障碍,其增强效果不够强。为了更有效地防止位错运动,必须利用稳定的障碍物,既可以在液体凝固中沉淀,也可以在固态中沉淀,甚至可以用粉末法机械添加。这是高温合金常用的第二阶段强化方法。由于第二相的高度稳定性,可以使镍基高温合金的最高使用温度提高到1050℃。

从位错理论看,第二相的强化作用与位错和第二相的相互作用密切相关。