·200· 北京科技大学学报 2005年第2期 随Nb含量增加出现拐点的现象值得合金设计研 小Nb在液态中的偏聚是低Nb偏析合金设计的 究工作者的重视，可能对Nb含量越高Nb的偏聚 主导思路，为了降低液固区温度差，必须要先分 度越大的不明确认识提供理论上的参考依据， 析合金元素对合金的初熔点和终熔点的影响规 总之，以GH706和GH4169合金为例通过系 律，以表1中的GH4169合金标准成分为基准，通 统的理论分析，给出了合金液相中Nb偏聚的规 过调整合金元素含量，计算分析各合金元素的变 律以及有关Nb含量对液相中偏聚度、最大偏聚 化对合金熔点的影响，图8给出的是各合金元素 量以及液固相区温度差对偏聚度的影响规律，通 对GH4169合金熔点的影响规律.可见，C增加可 过对这些规律的系统分析比较，对含b高温合 以缩小初熔点和终熔点之间的温差，降低C和 金液相中b偏聚影响提供理论参考依据，为合 F的含量同样也可以缩小它们之间的温度差，适 金设计奠定理论基础， 当降低Nb和Ti也能有同样的作用，增加Al含量 2.2基于Nb偏聚度的合金设计思路 似乎与C有相同的作用.为了减小b的偏聚影 从上述的分析可以得出，为了降低b的偏 响，根据各个合金元素对熔点的贡献，对GH4169 聚度，不论从理论上还是从实际工艺操作上，控 合金成分进行适当的调整，化学成分调整对比见 制合金元素含量，减小液固两相区的温度差以减 表2. 1400a) 1400 (b) 1350 1350 91300 1300 装1250 1250 1200 1200 1150 115 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 12 17 22 27 C的质量分数% Cr的质量分数% 1400 1400 (c) (d) 1350 1350 1300 91300 1250 喪 1250 1200 1200 1150 1150 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 0 0.5 1.0 1.5 2.0 Nb的质量分数% Ti的质量分数% 1400 1400 (e) (0 1350 1350 2 C 1300 1300 驶 安 1250 1250 1200 1200 115 115 14 16 18 20 22 24 0 0.5 1.0 1.5 Fe的质量分数% A1的质量分数% 图8合金元素对GH4169合金熔点的影响 Fig.8 Effect of chemical composition on the melting point of GH4169 alloy 表2设计合金与GH4169合金的化学成分对比（质量分数） 针对该设计合金进行理论分析，合金的初熔 Table 2 Chemical composition of a designed alloy and GH4169 alloy % 点和终熔点分别为1266℃和1366℃，初熔点与终 合金C Cr Fe Nb Ti Al Mo Ni 熔点之间的温度差为100℃，比标准合金的138℃ GH41690.031818520.90.63其余 小了38℃.液相中Nb的偏聚规律见图9.对比图 设计合金0.05151550.51.53其余 1和图9，可以明显看出，由于液固相区温差的减北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 随 含 量 增 加 出现 拐 点 的现 象 值 得 合 金 设 计 研 究 工 作 者 的重 视 ， 可 能对 含 量 越 高 的偏 聚 度越 大 的不 明确 认 识 提 供 理 论 上 的参 考 依据 总 之 ， 以 和 合 金 为例 通 过 系 统 的理 论 分 析 ， 给 出 了合 金 液 相 中 偏 聚 的规 律 以及 有 关 含量 对 液 相 中偏 聚 度 、 最 大偏 聚 量 以及 液 固相 区温度 差对 偏聚 度 的影 响 规 律 ， 通 过 对 这 些 规 律 的系 统 分 析 比 较 ， 对 含 高温 合 金 液 相 中 偏 聚 影 响提供 理 论 参 考 依 据 ， 为合 金 设 计 奠 定 理 论 基 础 基 于 偏 聚 度 的合 金 设 计 思 路 从 上 述 的分 析可 以得 出 ， 为 了 降低 的偏 聚 度 ， 不 论 从 理 论 上 还 是 从 实 际 工 艺操 作 上 ， 控 制 合 金元 素 含量 ， 减 小液 固两相 区 的温度 差 以减 小 在 液 态 中 的偏 聚 是低 偏 析 合 金 设计 的 主 导 思 路 为 了 降低 液 固 区 温 度 差 ， 必 须 要 先 分 析 合 金 元 素 对 合 金 的初 熔 点 和 终 熔 点 的影 响 规 律 以表 中 的 合 金 标 准 成 分 为基 准 ， 通 过 调 整 合 金 元 素含 量 ， 计 算分 析各合 金 元 素 的变 化 对 合 金 熔 点 的影 响 图 给 出 的是 各 合 金 元 素 对 合 金熔 点 的影 响规 律 可 见 ， 增 加 可 以缩 小初 熔 点和 终熔 点 之 间 的温 差 ， 降低 和 的含量 同样 也 可 以缩 小它 们 之 间 的温度 差 ， 适 当 降低 和 也 能有 同样 的作 用 ， 增 加 含 量 似 乎 与 有 相 同 的作 用 为 了减 小 的偏 聚 影 响 ， 根 据各 个 合 金 元 素 对 熔 点 的贡献 ， 对 合 金成 分 进 行适 当 的调 整 ， 化 学成 分 调 整 对 比见 表 欢城、户 雨… 气，‘内 日曰八曰气︸‘﹄︸ 日︵﹄︵ 艇竣、卯 刀 的质 量 分 数 一向 一 一 一 岛 一 与 的质量 分 数 ， 一 弓 一 ， 一一 、 一 一一一 ， 一一一 一﹃，‘且 卫 山凡︸，内、 曰︸曰七︸、﹄，﹃︸ 八甘﹄ 艇软、 、蜓软卯 ，石伟气乙，里 的质 量 分 数瓜 的质 量 分 数肠 卜 一一 一一 一一一门 令一一一一叫卜一一一 一一 一 镬软、 的质 量 分数 丽匕卜 艇映、卯 的质量 分数 图 合金 元 素对 合金 熔 点 的影响 幻触 恤 幻 肠 表 设 计合金 与 ，合金 的 化学成分对 比 质最 分数 加 ，孟 韶 沙 ” ‘ 合 金 一 李 兮︺弓 设 计 合金 其 余 其余 针 对 该 设计 合 金 进 行 理 论 分 析 ， 合 金 的初 熔 点和 终熔 点分别 为 ℃ 和 ℃ ， 初熔 点与终 熔 点之 间 的温 度 差 为 ℃ ， 比标 准 合 金 的 ℃ 小 了 ℃ 液 相 中 的偏 聚 规 律 见 图 对 比 图 和 图 ， 可 以 明显 看 出 ， 由 于 液 固相 区 温 差 的减