铁对镍基铸造高温合金组织性能以及针状相析出动力学的影响

D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1985.04.006 北京刑铁学院学报 1985年第4期 铁对镍基铸造高温合金组织性能 以及针状相析出动力学的影响 产深会全故所宝葛占英叶锐雷孙金费* 摘要 本文采月不同的热处理制度，着重研究了铁(0~25%)对Ni一C一Mo一A1 一Ti型镶基合金σ相析出动力学以及对合金性能的影响。研究结果表明：在镍基 锊造合金中，σ相的形成与铁含量有密切关系；铁可以明显改变合金元素在Y一Y' 中的分配关系，并提高合金的平均电子空位数N,从而促进σ相析出，随着铁含量 的增加，合金的持久强度降低，但对拉伸性能影响较小。 一、前 言 镍基高温合金具有较好的热强性和组织稳定性，在航空，航海以及石油化学1工业等方面 都得到了广泛的应用。由于镍为稀缺金属而且价格昂贵，.因此在民用方面推广受到一定限 制。为此，试图以铁取代部分镍。国外对铁在镍基高温合金中的作用进行了一定的研究，国 内也略有报导，但缺乏系统性1作。 为此，衣文着重研究了铁在镍高温合金的作用。运择K。铸造合金为研究对象。在 该合金中分别加入5%Fe、10%Fe、15%Fe、20%Fe、25%Fe(合金中镍含量依次减少)， 合金成分见表(1)。根据铁含量不同，观察热处理后合金中σ相的变化，测试不同铁含量 对合金性能的影响，这一系统的研究结果，不仅具有理论意义，而且具有实际价值。 表1 试验合金的化学成分（重量%） 成分 《 C Cr Mo Ti B Zr Ni Fe 炉号 1 0.082 14.96 5.25 3.84 2.71 0.10 0.11 72.340 2 0.08 14.39 5.75 3.85 2.60 0.08 0.03 65.31 1.7 3 0.10 14.69 5.45 3.90 2.53 0.0750.12 62.84 10.5 4 0.078 14.88 5.37 3.85 : 2.55 0.075 0.01158.46 15.80 5 0.10 14.57 5.37 3.90 2.63 0.076 0.11 53.28 20.6 6 0.11 14.85 5.55 3.85 2.57 0.082 0.11 47.98 25.6 “参加者还有：王惠，杨莲隐，刘惠香等。 43

北 京钢铁 学】完学报 年 第 期 铁对镍基铸造高温合金组织性能 以及针状相析出动力学的影响 离退 合全 长研 宜 葛 占英 叶锐曾 孙 金贵芳 摘 要 本文采 用 不 同的热处理 制度 ， 着重研 究 了铁 对 一 一 一 一 型镍基合 金 相析 出动力 学 以及 对合 金 性 能的影 响 。 研 究结果表 明 在 镍基 铸 造合 金 中 ， 相 的形成 与铁含量 有 密切 关 系 铁 可 以 明显 改变合金 元 素在 一 产 中的分 配 关 系 ， 并 提 高合金 的平 均 电子空 位 数可 ， 从 而 促进 相析 出 随着铁含量 的增加 ， 合 金 的持久 强度 降低 ， 但 对拉伸性能影 响较 小 。 一玺‘ 习一 一 、 西 镍 基高温合金具 有较 好 的 热 强性和 组织稳定性 ， 在航 空 ， 航 海 以 及石 油化学 仁业等方面 都 得到 了广 泛 的 应 用 。 由于 镍为 稀缺 金属 而且价格 昂贵 ， 因此 在 民用 方面推广受 到一定 限 制 。 为此 ， 试 图 以 铁取 代 部分 镍 。 国外对 铁 在镍基高 温合金 中的 作用 进 行 了一定的 研究 ， 国 内也略有报导 ， 但 缺 乏 系统 性 一 ’ 作 。 为此 ， 木文 着重 研究 了铁 在镍 钱高 温合金 「扫的 作用 。 选 择 。 铸造 合金为 研究对 象 。 在 该 合 金 中分另 加入 、 、 、 、 合金 中镍 含量 依 次减少 ， 合金成分见 表 。 根据 铁 含量 不 同 ， 观察 热 处理后 合金 中 相 的 变 化 ， 测试 不 同铁含量 对合金性 能 的 影 响 ， 这 一 系统 的 研 究结果 ， 不 仅具有理论 意义 ， 而且具 有实际价值 。 表 试 验合金的 化学 成分 重量 亨不‘ 石甲仁 炉 号 ， ， 自山，土‘ 任口沼 任八吸上︸通月 … 任匕叮几八︻月 衬自︸﹄移八氏口﹄‘ 。 匕勺一 厂 乙以叮口‘且 工 … 只户口 ︻，八‘ 匀一︼ … ，土，，，上， 性场任路任月月月 八 朴 参加 者还 有 王 惠 ， 杨莲 隐 ， 刘惠香 等 。 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1985．04．006

二、实验方法 试料用真空感应炉冶炼，浇注成五公斤钢锭，再经真空重熔铸成试棒，并按以下热处理 制度进行处理：980℃/5小时/空冷。为了进一步研究铁对合金组织的影响，又分别在750℃、 800℃、860℃、900℃、980℃温度下时效3、5、10、50、100、200和500小时。 将不同含铁量的合金，经980℃/5小时/空冷处理后，制成φ5mm,有效长度为25mm的 试棒，在ZDM型10吨拉伸材料试验机上进行800℃高温拉伸试验。在BΠ一2型持久试验机上 进行816℃、34公斤/mm2持久试验。 鉴别析出相所用浸蚀剂为：60m1HC1+8克CuSO4+2m1H2SO,+30m1H2O,浸 蚀后在Neo phot一1型光学显微镜上观察并拍照。 用物理化学相分析进行有关相的电解剥离及成分分析、用粉末法（德拜法）及X光衍射 线定量分析法(K值法)测定各晶体结构及σ相的量。 用二次碳复型和一次萃取在日立H~700型透射电镜上进行形貌观察及选区电子衍射并 拍照。·用扫描电镜研究析出相的形貌及组成。 三、试验结果 1. 铁对长期时效σ相桥出的影响 有兰APD-1D型*光我 异Ke辐C一K (SA/01'2)8W- 电镶：2脑A电压4作kV (MA79S72 (MA/EO'S)-60'c KW/LBZ1)OW (M/Es'1) C41c05.1) 199o 57 N 图1 K。合金X光衍射线条 44

二 、 实验方 法 试 料用真空感应炉冶炼 ， 浇注成五公斤钢 锭 ， 再经真空重熔铸成试 林 ， 并按 以下 热 处理 制 度进行处理 ℃ 小时 空冷 。 为 了进一 步研究铁对合金 组织 的影 响 ， 又分别 在 ℃ 、 ℃ 、 ℃ 、 ℃ 、 ℃温度下 时效 、 、 、 、 、 和 小时 。 将不 同含铁量的合金 ， 、 经 ℃ 小时 空 冷处理后 ， 制成小 ， 有效长度 为 的 试棒 ， 在 型 吨拉伸材料试 验机 上进行 ℃高温拉伸试 验 。 在刀’ 一 型持久 试 验机 上 进 行 ℃ 、 公斤 持久试 验 。 鉴另析 出相所 用 浸蚀剂为 克 ‘ 玉王 ， 浸 蚀后 在 。 一 型光学显微镜 上观察并拍照 。 用物理 化学相分析 进行 有关相 的 电解剥 离及成 分分析 、 用粉末法 德拜法 及 光衍射 线定量 分析法 值法 测定各晶体结构及 相 的量 。 用二 次碳复型和一 次萃取在 日立 一 型 透射电镜 上进 行形 貌观察 及选 区电子衍射 并 拍照 。 用扫描 电镜研究析 出相的形貌及组成 。 三 、 试验结果 铁对 长期时效。 相析 出的影响 炙兰几枕卜，。 月 充仪 杯人 盆 翻 粉 一拢‘ 电峨 。 习二流 电场 心 甘 图 。 合金 光衍射线条

K。合金在正常状态下有五个主婴州1：Y一 固溶体，Y'相(Ni,Al'Ti)、MC型碳北物、 M,B2型硼化物和M23C。型碳化物，共Y光 射结果见图1，组织形貌相见图2。长期效 究表明1合金组织稳定，不出现TCP相 (包括o相)。 含有25%Fe的合金，经过正常热处理后 的X光衍射线条见图3，其组织形貌见图4。 将图3与图1比较，发现图3比图1多出：几儿条 图2 花朵状Y'共晶组织（无针状相） 强衍射线条，根据ASTM卡片鉴定为σ相； 800× 经扫描电镜能谱分析（见图5），该相为(Fe、Ni) (Mo、Cr)型。 后型A州一-10型x意rK 时1K445Fg。 剩(-K 电流25mA 电压40kV M)o-Ii 57 N 图3 含25%Fe的合金的X光衍射线条 图4扫描电镜形貌相（有针状相） 图5含25%Fe合金中针状相扫描电镜 10000× 能谱图 45

。 合 金在 正常状态下 有五 个 士 要相 丫一 固溶 体 ， 丫’ 相 。 ’ ’ 、 人 型猫 化 吻 、 。 型硼 化物和 。 型碳 化物 ， 妇 光衍 射 结果见 图 ， 组织 形貌相 见 图 。 一 长期 时效 研究表明 山 合 全组织 稳 定 ， 不 出现 相 包括 。 相 。 含有 的 合企 ， 经 过 正常热 处州后 的 光衍 射 线 条见 图 ， 其 组织形 貌见 图 。 将图 与图 比较 ， 发现 图 比图 多出 几条 强 衍 射线 条 ， 根据 卡片鉴定 为 相， 经 扫描 电镜能谱分析 见 图 ， 该 相 为 。 、 图 花朵 状 洲 共晶组 织 无针状相 火 、 型 。 ‘ 叫卜、勺公︸气储象二 终念沙︸ 、一‘ 矛。 姿 ， 召 社器︸ 份 日六 ‘ 一 里 ‘ 充 一夕，吐 ， 飞鱿，诊 ，肠 ‘ 一 相 封仇 一 衬 ‘ 电流 么 电压 ‘ 分 知勺牙于‘鹅了 ‘ 渗八 ， 魂之 生 、 牙仑倪助， 卜 诊乙忍、目乓公 、吐葱翻口七 霉万勺一，六‘召 ·闪 逆一 户 月叼 认、盆 ， 匀 活、人七， 月‘切 考， 亨 口，奋 峨盆讨 公心帅目苗气 ﹄︸ 盆︶艳，一 气跳，。 寸片 。 二盆、二人毖的 ，︸咬卜次的八 尔之峨﹄、 右 棋以占，‘︸ 切，、忿一自伙娜的 写气一 沙、忿︶气﹄奋‘日 跳一 、 ‘ 欢祖形︸ ，。二 容八﹄峭以君盆匕，“‘ 渗决︸丫、篇性月汉侣，工 红联、 卜知月、台皿气，助口” 赶夕口盆喊扭哥气、‘苦吕‘二 卜二砚里，代劝丹拍、· 。 ﹄曰 目‘ ‘ ‘ 一 图 含 的合金 的 光 衍射线条 图 扫描 电镜形貌相 有针状相 火 图 含 合 金 中针 状相扫描 电镜 能谱 图

针状相的电镜衍时见图6和图7。取形 貌相见图8。 60沙 230 上述结果都证明针状相为σ相，正方结 构，点阵常数为：a=8.80,c=4.54。 20 为了从理论上证明σ相析出的可能性，对 66 不同铁含最的合金，进行了平均电子空位数计 算【1，绘制成图9和图10。 33 9 720 820 010 110 410 0 000 10 800 图6σ相的衍射班点图象 图70相〔001)晶带电子衍射谱的标定 0.30 0.20 0.30 0.00 出 0.04 0.20 图8σ相形貌（萃取相） 0.00 2,70 1.30 2.60 名1 1.10 2.50 0.90 2.40 0.70 2.30 0.60 2.20 0.50 2.10 0.40 2.00 0.306 10 20 30 Fe,% Fe,% 图9Nv随合金中含Fe量的变化 图10 合金元素带入基体的电子空位数分 量随含Fe量的变化 46

针状相 的 电镜衍射见 图 和 图 。 羊取 形 貌相见图 石 含已 必 。 “ 。 的 。。 肠 ， 日，口公司‘ 一八叼 月目 自月‘弓、 ， 认 上述结果都 证明 针 状相 为 相 ， 正 方结 构 ， 点阵 常数 为 。 二 息 ， 一 ‘ 、 。 为了从理论上证 明 相析 出的可能性 ， 对 不同铁含复的合金 ， 进行 了平均电子 空位数计 算 ， 绘初成图卿图 。 一 二 … 二件 日 图 相的衍射班 点图象 图 相 〔 〕 晶带电子衍射谱 的标定 弓 几 一一 一 一 一 一 牙 。 。 匕 图 。 一 。 相形貌 萃取相 丫 。 。 〔 乙 。 吸 。 酬饭氧侧理长矢州过甚汉瑚擎巾降 祀训级渡过侧卿除巾卜 乞 加 台 图 。二 。 井盆 ﹃卜一川十 一 ﹂ ︸响 户去 卜 ， 名 刃 、 随合金 中含 量 的变化 图 合 金元 素带入 基体 的电子空位 数分 量 随含 量 的变化

从图中看出，合金随着含铁量的增，平均电子空位数N,不断增。根据合金元素对 电子空位数（，)资献的大小，不难判断N,的增加主要是由铁造成的。因为σ相是一种电 子化合物，它的形成主要受电子因素控制。 2.σ相析出动力学一C曲线 将不同铁含量的合金，在不同时效制度下热处理后，制成金相样品，分别进行观察，得 出σ相综合析出动力学曲线一C曲线（见图11~14）。 1300 KG+15Fe 1150 1050 w- 1000 900 + 800 750 、 700 650 方一古6古80一000前08on一流的1市0流0 ar- 图11含有15%Fe的合金0相动力学曲线 曲线1-析出开始，曲线2-析出怒了 1200 K6+20Fe 1150 -1o 1050 1000 850 4 7o 士一才吉言78拉—20一动0前动8一2城4050前 hr- 图12含有20%Fe的合金0相动力学曲线 曲线1-析出开始，曲线2-析出怒了 47

从图 中看 出 ， 合金随着 含铁量 的 增加 ， 平 均电子 空位数 西 ， 不 断 增加 电子空 位数 万 贡献 的 大小 ， 不难判断 西 的 增加 主 要是 由铁造 成的 。 子 化合物 ， 它 的形成主 要受 电子 因素控 制 。 相析 出动 力学－ 曲线 将不 同铁含量 的 合金 ， 在 不 同时效 制度下 热 处理后 ， 制 成金相 样 品 ， 出口 相综 合析 出动力学曲线－ 曲线 见 图 。 。 根据 合金元 素对 因为 。 相 是一 种 电 分别 进行观察 ， 得 卜 户 户 沪 户 卜 产 护 ， ，，工‘‘孟 臼 巴曰 甘爪曰︸ ﹄ 护一 咋臼七‘﹄了 谁〕 件找户 一 臼 图 含有 的合金 相 动力学 曲线 曲线 一 析 出开始 ， 曲线 一 析 出桩 了 尸。 户 洲 ‘ 尹 ， 沙 砂 ℃上 嫩脚 曰 一 去 ‘ 以 卜 － ，， 肠 仓】 〔 以 刃琳刀〔触 七口﹄月了︺已︸ ︺甘 ‘护，， 图 含有 的合金 相 动力学 曲线 曲线 一 析 出开始 ， 曲线 一 析 出鹅 了

10 KGi 25Fe 1150 110 T℃ 1000 1050 950 800 750 E. 700叶 650 3 45678910 203405060708000 200 30040U50060700900 hr_ 图13含有25%Fe的合金0相动力学曲线 曲线1-析出开始；曲线2-析出終了 K6+15Fe 1200外 K6+20Fe K6+25Fc 1150 1100 TC 105 1000 950 900 85 800F 150 TCo G50 乞一3一文方言7吉的一一2方0050布市89 一200306400 hr 图14铁含量对合金中0-相开始析出位置的影响 48

乙 厂一’ 、 山 嗯， 一 ， 洲 一 一 尸 乌 寸 ， 心 呀 ， ， 叫卜 ， 切 一 电时 到 户 ， 户， ， ，电 刀 ，臼 民， ，， ， ， ， 〔 ， 闷 州 叫州味，，口 曰 目 创 口 口 目 口 国 口 ‘ 国 门 日自 州 白 ， 口 户 ，’ ， 、 遥 。 毋劝咖 印 呵 。 代 俐 图 含有 “ 的合金 相动力学 曲线 曲线 一 析 出开始 曲 ’ 线 一 析 出煞 了 艳 。 。 人﹃ 月 甘‘︺ 民︶﹄ ”八 ‘‘卜﹄卜卜卜卜 洲 七内日日欣︺产、 ‘ 。 。 卜 － 十 ， 乙 一舒一弓 右 一 含寸言角甘一一一 沽一扇尸俞节 －一 马叨刃 加 图 铁含量对合金 中 一 相 开始析 出位 置 的影响

◆ a.开始320× b.中间320× c.恣了320× 图15C一曲线上σ-相析出开始，中间，怒了点的金相组织照片 由C一曲线看出： (1)在相同铁含量的合金中，不同时效温 度其组织稳定性不同，即σ相析出速度不一 样。时效温度低时，有关元素的扩散系数D为 明 σ相析出的控制因素，时效温度高时σ相与基 体之间的自由能差△F为控制因素（示意图见 图16)。自由能差△F与扩散系数D综合作用 △F 的结果，使σ相析出动力学曲线成C形状。 (2)随合金中含Fe量的增加，o相开始析 转变速度一 出线左移（如图14）。这是由于合金中含Fe量 增州引起合金平均电子空位数Nⅴ上升，从而 图16σ相析出速度与温度的关系 导致组织不稳定性增加的结果。 (示意图) (3)g相析出峰位于900℃~950℃之间，与合金中含F℃量关系不大。 3.X光定量相分析K值法 利用K值法X光定量分析测定不同Fε含量合金中a相析出的数量，见图17和图18。 由图看出：合金中铁量增；σ相析出数量增加，成分相同的合金，随时效时间延长 (未达平衡前)σ相析出量也增多。但是，σ析出量并是随时效温度的升高和时效时间的 延长而无止境地增加，例如含25%Fe的合金，经过980×5hr/空冷+980℃×500hr/空冷处 理后，σ相已全部聚集或部分溶解（见图19）。 49

中间 他 了 图 一 曲线上 一 相 析 出开始 ， 由 一 曲线 看 出 在相 同铁 含量 的 合金 中 ， 不 同 时效 温 度其组织 稳 定性不 同 ， 即 相析 出 速度不一 样 。 时效 温度低 时 ， 有关元 素的扩 散系数 为 相析 出的 控 制 因 素， 时效 温度高 时 相 与基 体 之间的 自由能 差 △ 为控 制 因素 示 意 图见 图 。 自由能差 △ 与扩 散系数 综 合作用 的 结果 ， 使 相析 出动力学曲线 成 形状 。 随合金 中含 量 的 增加 ， 相 开始析 出线左 移 如 图 。 这 是 由于 合 金中含 量 增加 引起合金平 均 电子空 位 数 刃 、 上升 ， 从而 导致 组织 不稳定 性增加 的 结果 。 中间 ， 摇 了点的金 相组 织 照片 一 一 一 一 一 一一一 一 ， 卜 ， 、 、 、 、 、 赐侧 户反 、 、 、 △ 转 变速度 图 相 析 出速 度与一温 度 的关 系 示 意 图 相析 出峰位 于 ℃ 一 ℃ 之间 ， 与合 金 中含 量关系不大 。 光 定 相 分析 值法 利用 值法 光定 量 分种测定 不 同 含量 合金 中。 相 析 出的数量 ， 见 图 和 图 。 由图 看 出 合金 中铁量 增加 。 相 析 出数 量 增加 成 分相 同的 合金 ， 随 时效 时 间延长 未达平 衡前 。 相析 出量 也增多 。 但 是 ， 析 出量 并 不是 随 时效 温度 的 升高和 时效 时间的 延长而无 止境地 增加 ， 例 如 含 的 合金 ， 经过 空 冷 十 。 ℃ 空冷处 理后 ， 相 已全 部聚 集或部分 溶解 见 图

0.20f 0.10 A:980℃×5hr/空 0.15 B:980℃×5hr/空+860℃ 0.08 ×5hr/空 To.06 ↑0.10 0.04 0.05 0.02 0.00 0.00 0 1015 25 B Fe. 处理制度 图17合金中铁含量对σ-相析出量的彩响 图18 相同铁量合金时效对·相析出量的影响 90 80 20 0 10 20 Fe,% 图19针状σ相聚集成块状800× 图20铁含量对合金高温拉伸性能的影响 4.铁对合金力学性能的影响 (1)对拉伸性能的影响 样品经980℃×5hr/空冷处理后，800℃ 拉伸试验，当铁量小于20%时，拉伸强度σ。 200 变化不大，甚至略有增长的趋势，当铁含量大 于20%时，σ。迅速下降。合金的延伸率以5% 150 Fe含量时为最高，超过5%时延伸率开始下 100 降。看来含量在7~8%Fe范围内为宜（见图 50 20)。 (2)对持久强度的影响 样品经980℃×5hr/空冷处理后，于 816℃、34kg/mm2进行持久强度试验。结果 表明：合金的持久寿命随着铁含量的增加而降 20 低。合金中不含铁时其持久寿命为200小时， Fe.,% 当合金中含25%Fe时持久寿命降为44小时， 图21铁合量对合金持久性能的影响 几乎降低了五分之四。 50

口 ℃ 五 空 代 加 空 ℃ 五 空 卜洲 门 ︸人卫 匀 一钊 下 叉 。 月 目 产 图 一弓卜 合 金 中铁含量对 一 相析 出量的影响 处 时踱 一 图 飞 相何一 铁黄合金 时效对 相析 出量 的影响 蛇 一下丫入 广 、 一 闷、石灿日 图 针状 相 聚集成块 状 图 。 铁含量对合 金 高温拉伸性能的影响 岔芍心职次城 脚州少 。 欲 · 。 图 铁对 合金 力学性能的形 响 对拉伸性能的影响 样品经 ℃ 空 冷 处理后 ， ℃ 拉伸试验 ， 当铁量 小于 时 ， 拉伸强度 。 变化不大 ， 甚至 略有增长的 趋势， 当铁含量大 于 时 ， 。 。 迅速下 降 。 合金的 延伸率以 含量 时为最高 ， 超过 时延伸率 开 始下 降 。 看来含量 在 范围 内为宜 ‘ 见 图 。 对持久强度的影响 样 品 经 ℃ 空 冷 处 理 后 ， 于 ℃ 、 “ 进行持久强度试验 。 结果 表 明 合金 的持久寿命随着铁含量 的 增加而 降 低 。 合金 中不 含铁时其持久寿 命为 小时 ， 当合金 中含 时持久寿命降为 小时 ， 几乎降低 了五分之 四 。 即 铁含量对合金持久性能的影响

含铁量对合金持久延伸率也有影响，当含铁量大于15%时，合金持久延伸率下降（见图 21)。 以上性能变化，主要是因为随着合金中铁含量的增，σ相的数量增多，Y'量的急剧减 少有关。σ相为脆性相，在合金中多以针状分布在晶界和晶内，使晶界脆化，因此引起合金 性能降低。 四、结 论 1.铁能够提高合金平均电子空位数，因此促使σ相析出。 2.合金中加入铁，使合金组织发生变化，当铁量增加到15%时，经标准热处理(980℃ ×5hr/空)后即析出针状σ相，其析出量随铁含量的增加而增加。 3.σ相析出过程是温度和时间的函数。在达到平衡前，延长时汝时间，σ相的析出量 增加。不同温度σ相析出量亦不同。因此，合金中σ相的析出综合动力学曲线呈C字形状。 4.在镍基高温合金中加入铁会强烈降低合金的持久强度，但对瞬时拉伸性能影响较 小，仅在铁含量大于20%时才明显影响拉伸强度。 参考文献 (1)H.P.Klug:&X-Ray diffraction procedures 〔2)《新金属材料》1975.（⑤） 〔3)《Ni-Cr-Co基高温合金X光定量分析》，钢院高温教研室，1S81年9月 〔4)C.T.Sims主编：《高温合金》 〔5)《高温合金金相图谱》，冶金出版社。1979年 (6)F.H.Chemg:J.Appl.Crystallogy >(8)1975 (7)F.H.Chemg:J.Appl.Crystallogy )1975 (7) (8)《高温合金材料》，北京钢铁学院，第一、三册，1974年 EFFECT OF IRON ON THE MICROSTRUCTURE,PROPERTIES AND PRECIPITATE KINETIC OF SIGMS PHASE IN A CAST NICKEL-BASE SUPERALLOY Ge Zhanying,Ye Ruizeng,Sun Jingui. Abstract The effect of iron(0-25%)on the sigma phase preciptate kinetic and properties of a Ni-Cr-Mo-Al-Ti alloy by different heat treatment has been investigated.It was shown that sigma phase formation is related to iron content.Iron as alloying element could change the partitioning ratios of alloying elememts between Y-Y phases and increase average electron vacancy number Nv,and thus promote sigma phase to precipi- tate.Stress rupture strength of alloy is decreased in increase of iron content,but its effect on tensile properties is litlle. 51

含铁量 对合金持久延伸率也有影响 ， 当含铁量 大于 时 ， 合金持 久延伸率下 降 见图 。 以 上性 能变 化 ， 主 要是 因为 随着 合金 中铁 含量 的 增加 ， 相 的数量 增 多 ， 丫了 量 的急剧 减 少 有关 。 。 相 为脆 性 相 ， 在 合 金 中多以 针状 分 布 在 晶界 和 晶内 ， 使 晶界脆 化 ， 因此 引起 合金 性 能降低 。 四 、 结 铁 能够 提高 合金平均 电子 空 位数 ， 因此促 使 相析 出 。 合金 中加 入 铁 ， 使 合金组织 发 生变 化 ， 当铁量 增加 到 时 ， 经标 准热 处理 ℃ 空 后 即析 出针状 。 相 ， 其析 出量 随铁 含量 的 增加而 增加 。 。 相析 出过程是温度和 时间的 函数 。 在达到平 衡前 ， 延长 时效 时间 ， 相 的析 出量 增加 。 不 同温度 相析 出量亦 不 同 。 因此 ， 合 金 中 相 的析 出综 合 动力学 曲线呈 字形状 。 在镍基高温 合金 中加入 铁 会强烈 降低 合金 的持久强度 ， 但 对瞬 时拉 伸 性能 影 响 较 小 ， 仅 在铁 含量大 于 时才 明显影响拉伸强度 。 参 考 文 献 〔 〕 《 一 》 《 新 金属 材 料 》 〔 一 卜 。 基高温 合金 光定量 分析 》 ， 钢 院 高温教 研 室 ， 年 月 〔 〕 主编 《 高 温 合金 》 〕 《 高 温 合金金相 图谱 》 ， 冶金 出版 社 。 年 〔 〕 ， 《 》 ， 〔 〕 《 》 〔 《 高 温 合金 材料 》 ， 北 京钢 铁学院 ， 第一 、 三册 ， 年 ， 工 一 ， ， 一 一 一 一 一 、 一 ， ， ， ， ·