● 摘要
IC6E合金是在Ni-Mo-Al-B系定向凝固合金IC6基础上发展起来的以γ/-Ni3Al为基的等轴晶合金。在满足构件使用温度要求的前提下,采用同种材料的等轴晶合金的生产效率要高于定向合金,而生产成本却低于定向合金。IC6E合金具有密度低(7.9g/cm3)、初熔点高(1315℃)、高温蠕变抗力高、热疲劳性能优越、价格低等优点,是1000~1150℃范围内燃气涡轮发动机导向叶片的理想候选材料,亦可用作该温度范围内的其它高温结构件。IC6E合金已被选作某先进航空发动机的低压二级三连体涡轮导向叶片。Al和B的含量对IC6E合金的性能有着巨大的影响,所以确定这两种元素在该合金中的上下限是极其必要的。为此,为了确定IC6E合金中Al和B的上下限和最佳含量,分别设计了五组不同Al含量(6.8,7.2,7.6,7.8,8.0wt%)和五组不同B含量(0.01,0.02,0.035,0.05,0.07wt%)的IC6E合金,测定了它们的室温拉伸性能和1050℃/90MPa的高温持久性能,并采用扫描电镜分析了这些合金的微观组织。在对不同Al含量、B含量合金的力学性能和微观组织分析的基础上,确定了在IC6E合金中Al、B的成分范围分别是7.4~8.0wt%和0.01~0.07wt%,而最佳的Al、B含量范围分别为7.6~7.8wt%和0.01~0.02wt%。为了进一步提高IC6E的抗氧化性能,在IC6E合金中添加0.05wt%稀土元素Y发展了IC6AE合金。在本研究中,对加稀土元素Y(0.05wt%)的IC6AE合金与不加Y的IC6E合金的室温拉伸性能、1050℃/80MPa的高温持久性能、室温冲击性能以及1050℃/80MPa的高温蠕变性能进行了对比研究。试验结果表明,加入微量稀土元素Y对IC6E合金的室温拉伸性能和室温冲击性能没有明显的影响,但却显著提高了合金1050℃/80MPa的高温持久性能。
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