● 摘要
钴基合金具有由于镍基高温合金的抗热腐蚀性、抗氧化性以及耐磨性。新型Co基高温合金具有类似镍基高温合金的γ/γ’两相组织，使其具备了可与镍基高温合金相比拟的高温力学性能，因此是一种有潜力的高温结构材料。本文使用真空电弧熔炼炉制备了成分分别为Co-9Al-(9-x)W-2Ta-xNb (x=0、2、4、5、6、9)和Co-9Al-(9-x)W-2Ta-xHf (x=2、5、6、9)的合金，研究了Nb和Hf元素对Co-9Al-9W-2Ta合金相组成、显微组织以及高低温力学性能的影响。（1） 铸态Co-9Al-(9-x)W-2Ta-xNb合金显微组织由Co的固溶体γ相、Co3(Al,Me)金属间化合物γ’相（其中Me为合金元素W、Nb、Ta）以及γ+金属间化合物Co3Nb共晶组织组成，γ相是基体，共晶组织分布于基体枝晶的间隙。1200℃/8h固溶+800℃/100h时效处理后，0Nb、2Nb、4Nb、5Nb和6Nb合金的γ相中均析出了与之共格的立方形γ’相Co3(Al,Me)，但原铸态合金中的γ’相和Co3Nb相并未消失。9Nb合金的组织与0~6Nb合金有很大差别，γ相基体中并没有析出立方形γ’相，而是洗出了针状的Co3Nb相。（2） 800℃/100h时效处理后，0Nb、2Nb和4Nb合金均出现反常屈服现象，反常屈服峰值对应的温度为700℃。随着Nb含量的提高，合金的室温和高温强度呈现出先升高后降低的趋势。随着测试温度的提高，各成分合金的强度均有所降低，2Nb合金在高温下的强度优于其他成分合金。（3） 铸态的2Hf、5Hf和6Hf合金显微组织由Co的固溶体γ相以及γ+金属间化合物Co23Hf6共晶组织组成，γ相是基体，共晶组织分布于基体枝晶周围。而9Hf合金的显微组织则由粗大的Co23Hf6相与γ+ Co23Hf6共晶组织组成。合金1170℃/8h固溶+800℃/100h时效处理后，2Hf、5Hf和6Hf合金的基体γ相中均匀析出了与之共格的立方形γ’相Co3(Al,Me)，但9Hf合金中并未出现γ’相。2Hf~9Hf合金中的Co23Hf6相在热处理后都仍然存在。（4） 800℃/100h时效处理后，只有2Hf合金出现反常屈服现象，反常屈服峰值对应的温度为700℃。随着Hf含量的提高，时效处理后合金的室温和高温强度呈现出先升高后降低的趋势。随着测试温度的提高，各成分合金的强度均有所降低，2Hf合金在高温下的强度优于其他成分合金。