對無Ru和2%Ru鎳基單晶高溫合金在高溫條件下進(jìn)行蠕變性能測試。采用三維原子探針技術(shù)分別對有/無Ru合金在蠕變前/后各元素于γ/γ′兩相的濃度分布進(jìn)行測定。結(jié)果表明:2%Ru合金表現(xiàn)出了更好的高溫蠕變性能,在1100℃/137 MPa條件下,2%Ru合金的蠕變壽命是125 h,而無Ru合金的蠕變壽命僅為58 h。元素Ru可提高元素在γ、γ′兩相溶解度,降低元素在γ/γ′兩相濃度比,提高合金中γ′相的合金化程度。經(jīng)1100℃、137 MPa高溫蠕變后,無Ru合金中各元素于γ/γ′兩相中的濃度分布發(fā)生明顯改變,其中元素W的濃度比由1/2.875(摩爾分?jǐn)?shù)比)變?yōu)?/8.81,同時(shí),各元素于γ/γ′兩相界面處的濃度梯度明顯增大。這種濃度分布的變化導(dǎo)致g相中難溶元素的含量增大,并析出TCP相,TCP相可破壞γ′相連續(xù)筏型結(jié)構(gòu),大幅降低合金蠕變性能。2%Ru合金中各元素在γ/γ′兩相中的濃度分布和相界面處的濃度梯度均無明顯變化。這表明高溫蠕變可對合金中各元素在γ/γ′兩相中的濃度分布和相界面的濃度梯度產(chǎn)生影響,元素Ru可抑制這種影響的產(chǎn)生。

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