题目：钌在一种先进镍基定向高温合金中的作用机理研究

高温合金尤其定向和单晶镍基铸造高温合金是制造先进燃气涡轮发动机叶片的关键材料。发动机性能的不断提高对高温合金的承温能力提出了越来越多的要求。Re作为最有效提高高温抗蠕变能力的强化元素近年来就引起注意，第三代单晶高温合金中Re的加入量已达到6 wt.%。但含Re的高合金化合金在高温长期使用中易析出有害的TCP相，降低了合金的高温持久性能，影响了其在长寿命发动机的应用。十几年前就开始尝试用Ru代替Re。研究表明Ru对抑制TCP有害相的形成，提高组织稳定性有重要作用。采用定向凝固技术，制备了不含Ru和含3wt.%Ru的两种先进镍基定向高温合金，对合金的凝固行为、热处理制度、长期组织稳定性和高温持久性能进行了研究，以探明Ru对这种先进定向镍基高温合金组织和性能的影响规律，并分析了影响机理，为含Ru合金的应用提供指导和参考。实验结果和分析表明：①3wt. %Ru的加入，降低了这种合金的液相线，降低了合金共晶相的析出温度，因此在对加Ru合金进行固溶处理时，温度比不加Ru合金低5℃；②确定不含Ru合金的热处理制度为1295℃/8h A.C+1100℃/4h A.C+870℃/20h A.C，确定含Ru合金的热处理制度为1290℃/8h A.C+1100℃/4h A.C+870℃/20h A.C；③加Ru合金在1070℃，137MPa下的高温持久性能比不加Ru合金有较大幅度的提高；④Ru对抑制合金高温长期热暴露后析出TCP相和大块MC碳化物作用明显，Ru的加入使合金高温长期热暴露后，有明显的筏排化倾向，这种倾向有利于提高合金的高温持久性能；⑤加Ru合金长期热暴露后的高温持久性能明显优于未加Ru合金。