【摘要】：對完全熱處理后的第二代單晶高溫合金DD6分別在1100、1150、1200、1250、1300和1320℃溫度下保溫1 h后再進(jìn)行空冷處理。用掃描電鏡(SEM)分析經(jīng)不同溫度處理后合金的顯微組織,通過JMat Pro相圖計算和差熱分析討論合金的組織演變機(jī)理。結(jié)果表明:DD6合金在1100、1150和1200℃保溫處理后,γ′相尺寸稍有增大;1250℃保溫處理后,γ′相尺寸明顯增大,大小分布極不均勻,大部分γ′/γ相界面為鋸齒狀;1300℃保溫處理后,少部分未完全回溶的γ′相具有鋸齒狀的γ′/γ相界面,大部分γ′相回溶后重新析出不規(guī)則、細(xì)小的γ′相;1320℃保溫處理后,γ′相完全回溶后重新析出不規(guī)則、細(xì)小的γ′相。合金經(jīng)不同溫度處理后,γ′相長大或溶解、或重新析出的相大小、形態(tài)和體積分?jǐn)?shù)均不相同。在1100℃熱處理后,合金中γ′相體積分?jǐn)?shù)比完全熱處理合金稍有增加;在其他溫度下處理后,合金中γ′相體積分?jǐn)?shù)比完全熱處理合金的均不同程度地減小。合金完全熱處理后和經(jīng)過1320℃保溫處理后,基體通道中沒有二次γ′相析出;而在1100~1300℃熱處理后,基體通道中析出細(xì)小的二次γ′相。合金在不同溫度處理后得到明顯不同特征的組織,表明使用溫度對合金的組織有顯著的影響。
【圖文】：

1300和1320℃溫度下保溫1h后進(jìn)行空冷處理。用掃描電鏡觀察合金標(biāo)準(zhǔn)熱處理組織和不同溫度處理后的組織，采用單位面積計算法測定合金γ′相的體積分?jǐn)?shù)，采用JMatpro軟件對合金進(jìn)行熱力學(xué)計算，采用熱分析法確定合金的相轉(zhuǎn)變溫度。采用d3mm×2mm的小圓片試樣，在NETZSCHSTA409型熱分析儀上進(jìn)行熱分析，升溫速率和降溫速率均為10℃/min。表1DD6合金的名義成分Table1NominalchemicalcompositionsofDD6alloy(massfraction,%)CrCoMoWTaReNbAlHfCNi4.39287.520.55.60.10.006Bal.2結(jié)果與分析2.1合金的標(biāo)準(zhǔn)熱處理組織圖1所示為DD6合金經(jīng)過固溶與二級時效處理后圖1經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)熱處理后DD6合金的SEM像Fig.1SEMimagesofDD6alloysafterstandardheattreatment:(a),(b)Lowmagnification;(c)Highmagnification

第25卷第11期史振學(xué)，等：不同使用溫度下DD6單晶高溫合金的組織演變行為3081圖3DD6合金平衡相與溫度的關(guān)系Fig.3CalculatedcontentofprecipitationphaseswithtemperatureforDD6alloyDD6合金中C含量極少，因此，其含量隨溫度升高幾乎不變化。而γ′相隨著溫度增加逐漸回溶到γ基體中，完全回溶溫度接近1300℃。圖4所示為DD6合金升溫的DSC曲線。由圖4可看出，DD6合金在895.6℃時γ′相開始回溶，1270.1℃時有一個較小的吸熱峰，這里對應(yīng)大量γ′相的回溶溫度，γ′相完全回溶溫度為1307.8℃，合金的初熔溫度為1325℃。圖4DD6合金的DSC曲線Fig.4DSCcurveofDD6alloy3.2DD6合金組織演變DD6合金標(biāo)準(zhǔn)熱處理后，基體通道中沒有析出二次γ′相。本文作者所在課題組的前期研究表明，DD6合金在固溶和一次時效處理后，基體通道內(nèi)也存在大量的二次γ'相，但在870℃二次時效保溫過程中，基體通道內(nèi)的二次γ′相得到完全溶解；并且在隨后冷卻過程中，基體中γ′相形成元素的過飽度較小，γ′相析出驅(qū)動力降低，基體通道內(nèi)沒有二次γ′相析出[13]。這與KAKEHI在單晶高溫合金熱處理研究中的結(jié)果相同[14]。DD6合金在1100、1150、1200和1250℃保溫處理時，熱處理溫度低于γ′相的大量回溶溫度。在這樣的溫度保溫過程中，兩個過程同時進(jìn)行，一方面為γ′相長大過程，一方面為γ′相的回溶過程。γ′相按照Ostwald方式長大，大的γ′相長大，小的γ′相溶解。γ′相的長大受合金元素擴(kuò)散的控制，其長大規(guī)律遵循LSW粗化理論[15]：331/31/30()trrKt(1)式中：rt為沉淀粒子在時效t后的平均半徑；r0為沉淀粒子在時效前的平均半徑；K為與時效溫度有關(guān)的系數(shù)；t為時效時間。根據(jù)Arrhenius公式[16]：D=D0exp[Q/

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