Co、Cr、W、Mo和C元素对粉末高温合金FGH4097组织和性能的影响
Effect of Co, Cr, W, Mo and C on Microstructure and Mechanical Properties of FGH4097 PM Superalloy
本工作拟通过调整FGH4097合金中Co、Cr、W、Mo和C元素的含量,在保证合金高温组织稳定性较好的前提下,增强固溶强化、共格应变强化和碳化物强化等效果从而达到提高粉末高温合金FGH4097的屈服强度的目的.本工作采用热力学计算、物理化学相分析、SEM、FEG-SEM、EDS、EPMA、TEM以及力学测试等手段,研究了Co、Cr、W、Mo和C元素对FGH4097合金组织和性能的影响,重点分析了Co、Cr、W、Mo和C元素对FGH4097合金屈服强度、持久等力学性能和组织稳定性的作用.本工作对深入理解合金元素在FGH4097合金中的作用,对进一步改进合金的成分、提高合金的力学性能有重要的意义.研究结果表明,Co、Cr、W、Mo元素含量的增加提高了γ相晶格常数和γ/γ'晶格错配度的绝对值,增强了固溶强化和共格应变强化的效果,提高了合金的屈服强度和持久寿命.但过量Co、Cr、Mo、W元素(特别是Mo、W元素)导致FGH4097合金中析出较多的晶界碳化物和大量晶内针状μ相,降低合金的塑性,使合金出现缺口敏感性,综合力学性能恶化,合金的高温组织稳定性降低.C元素与基体中过量的部分固溶强化元素形成稳定的MC型碳化物,一定程度上改善了合金塑性.根据实验结果,综合考虑合金的力学性能和组织稳定性,当FGH4097合金中Co、Cr、Mo、W、C的成份范围分别为(质量分数,%):15.75~16.50,9.00~10.00,3.85~4.20,5.55~5.90,0.04~0.06时,合金具有较好组织稳定性和综合力学性能.其中,当Co、Cr、Mo、W的含量分别为(质量分数,%):16.50、10.00、4.20、5.90,C含量为0.04或0.06时,FGH4097合金的综合性能最佳.
- 作者：
- 谭黎明
- 学位授予单位：
- 钢铁研究总院
- 专业名称：
- 材料科学与工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2015年
- 导师姓名：
- 张义文；贾建
- 中图分类号：
- TG132.3
- 关键词：
- 粉末高温合金FGH4097；合金元素；固溶强化；组织稳定性；力学性能
- PM Superalloy FGH4097; alloy element; solution strengthening; phase stability; mechanical properties;