采用金相显微镜、扫描电镜及能谱、电子探针和X射线衍射对高Cr铸造镍基高温合金K4648等轴晶和定向凝固铸件的合金/陶瓷型芯界面反应进行了系统研究,获得反应时间与反应量关系的界面反应动力学曲线、不同反应时间的反应界面形貌及产物的种类.结果表明:高Cr铸造镍基高温合金K4648与铝基型芯不易发生反应,而与硅基陶瓷型芯发生剧烈的界面反应,反应产生金属瘤状凸起物,造成铸件内腔破坏.此外,白色的硅基型芯内部变成黑色,黑色反应区内含有一定量的Cr,Al,Ti元素.在反应的中、后期型芯黑色反应区内还存在着灰色区,该区的Cr,Al,Ti含量远高于黑色反应区.高Cr铸造镍基高温合金K4648合金与硅基陶瓷型芯反应分为:(1)富Cr,Al,Ti熔体向型芯内的渗入阶段;(2)富Cr,Al,Ti熔体与陶瓷型芯SiO2基体的反应;(3)富Cr,Al,Ti的熔体与型芯中Zr-SiO4颗粒反应三个阶段.反应过程中型芯存在局部液化现象.K4648合金/硅基陶瓷型界面反应产物主要为层状或树枝状Al2O3,块状Cr3 Si金属间化合物、ZrO2,富Cr,Zr,Al,Ti的复合氧化物、共晶形态的富Cr,Si,Al,Ti的复合氧化物、块状或树枝状的富Ti,Al,Zr,Cr复合氧化物.反应产物中的Cr,Al,Ti元素来自合金熔体而Zr,Si,O来自陶瓷型芯.
参考文献
| [1] | MIHARLISIN JR;CORRIGAN J;LAUNSBACH M.Some effects of carbon in the production of single crystal superaloy castings[A].Warrendale:TMS,2004:795-800. |
| [2] | MIHARLISIN JR;BAKER RJ;C CORRIGAN J et al.Clean single crystal nickel base superalloy[P].US Patent No.5549765,1996. |
| [3] | Reed RC.The superalloys:fundamentals and applications[M].Cambridge:Cambridge University Press,2006:122. |
| [4] | 顾国红.陶瓷型芯在精铸涡轮叶片中的应用[J].特种铸造及有色合金,2001(05):53. |
| [5] | 薛明,曹腊梅.单晶空心叶片用AC-2陶瓷型芯的组织和性能研究[J].材料工程,2002(04):33-34,37. |
| [6] | 曹腊梅.国外定向单晶空心叶片用型芯的工艺特点[J].材料工程,1995(05):20. |
| [7] | 顾国红,曹腊梅.熔模铸造空心叶片用陶瓷型芯的发展[J].铸造技术,2002(02):80-83. |
| [8] | 刘爱辉,李邦盛,隋艳伟,郭景杰.钛与氧化物陶瓷界面反应研究[J].铸造,2010(03):315-317. |
| [9] | 陈广森,吴国华,王迎新,彭立明,丁文江.镁合金陶瓷型精密铸造工艺及界面反应的研究[J].铸造,2009(01):60-63. |
| [10] | ZHENG Yun-rong;LI Cheng-gong.Skin effect of Hfrich melts and some aspects in its usage for Hf-containing cast nickel-base superalloys[A].Warrendale:TMS,1988:475-484. |
| [11] | 曾强,张德堂,马书伟,张勇,曹腊梅.加Re新型单晶高温合金熔体与Al2O3型壳界面状况研究[J].材料工程,2001(05):20-21. |
| [12] | 李爱兰,曹腊梅,薛明,张勇.单晶高温合金/Al2O3型壳界面行为研究[J].热加工工艺,2007(05):48-50. |
| [13] | 郑运荣;马书伟.富Hf熔体与Al2O3陶瓷的界面反应[A].,1997:65-69. |
| [14] | 姚建省 .陶瓷型壳的制备及其与定向合金的界面反应研究[D].天津大学,2008. |
| [15] | G. BREWSTER;H. B. DONG;N. R. GREEN .Surface Segregation during Directional Solidification of Ni-Base Superalloys[J].Metallurgical and Materials Transactions, B. Process metallurgy and materials processing science,2008(1):87-93. |
| [16] | 郑亮,肖程波,唐定中,顾国红,汤鑫.高Cr铸造镍基高温合金K4648凝固行为的研究[J].稀有金属材料与工程,2008(09):1539-1544. |
| [17] | 郑亮,肖程波,唐定中,顾国红,汤鑫.高Cr铸造Ni基高温合金K4648的显微组织[J].中国有色金属学报,2009(04):662-669. |
| [18] | 郑亮,肖程波,张国庆,袁华,韩波,唐定中.高Cr铸造镍基高温合金K4648的母合金净度研究[J].材料工程,2012(03):1-7,11. |
| [19] | 燕平,赵京晨,何继绥.高Cr镍基铸造高温合金中的沉淀相及其对性能的影响[J].钢铁研究学报,2003(z1):175-178. |
| [20] | 吉莫尼斯;卡尔波维奇;格列热尔 .定向凝固结晶时陶瓷与熔融合金的相互作用[J].航空材料学报,1991,11(supp):62-63. |
| [21] | 龚荣昌.借助差热分析研究镍基高温合金/陶瓷型壳界面反应[J].铸造技术,2005(06):523-524. |
| [22] | Valenza, F;Muolo, ML;Passerone, A .Wetting and interactions of Ni- and Co-based superalloys with different ceramic materials[J].Journal of Materials Science,2010(8):2071-2079. |
| [23] | 郑亮,谷臣清,于保正,佘力,唐定中.低Cr高W铸造镍基高温合金的高温氧化行为及Ta的合金化作用[J].航空材料学报,2005(05):1-7. |
| [24] | 姜卫国;王莉;刘鸣 等.1600～ 1620℃浇注温度下K441合金与壳模面层的界面反应[J].钢铁研究学报,2011,23(增刊2):442-445. |
上一张
下一张
上一张
下一张
计量
- 下载量()
- 访问量()
文章评分
- 您的评分：
-
10%
-
20%
-
30%
-
40%
-
50%