抽拉速率对定向DZ483高温合金组织及高温性能的影响

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本论文主要研究了不同抽拉速率对DZ483合金微观组织和力学性能的影响,以及800~1000℃的高温氧化行为,运用SEM、TEM、XRD等材料研究方法分析了合金微观组织及相成分、氧化产物组成、氧化层的表面和截面形貌等,论文研究成果如下:随着抽拉速率的提高,定向凝固DZ483高温合金的一、二次枝晶间距逐渐减小,枝晶组织逐渐细化;合金中γ'相的尺寸逐渐减小,形貌变不规则,但数量增多;共晶组织数量随着抽拉速率的增加也增多;而碳化物的形貌由最初的块状向长条状转变,而且分布在枝晶间区域的数量增多,碳化物的类型不随抽拉速率的提高而改变,均为MC型碳化物;合金总元素的偏析程度均随着抽拉速率提高而增大,其中W、Mo元素偏析程度最明显。随着抽拉速率的提高,DZ483合金的高温拉伸性能逐渐增加,抽拉速率为12mm/min的合金具有最高的高温拉伸性能;而合金的持久性能随抽拉速率的增加呈先增加后降低的趋势,在6mm/min时合金持久性能达到峰值。综合考虑,抽拉速率为6mm/min是DZ483高温合金最佳抽拉速率。Hf元素的添加对定向凝固DZ483高温合金一、二次枝晶间间距无影响,但使合金中γ'相及共晶数量增多;由于Hf元素的介入,提高了合金的高温拉伸屈服强度和塑性变形性能;然而Hf元素的添加过多,严重影响DZ483合金的持久性能。DZ483合金在800~950℃进行氧化,稳态阶段符合抛物线氧化规律,氧化激活能为290.3KJ/mol。氧化产物分为三层:外层主要由Cr2O3和TiO2组成,中间层是很薄的CrTaO4和NiCr2O4层,内层是为Al2O3层。DZ483合金在温度为1000℃氧化时,其动力学曲线偏离抛物线规律。 Cr3+通过以Cr2O3为主的氧化膜的向外扩散是氧化过程的控制步骤。
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