低成本二代镍基单晶高温合金的研究进展

镍基单晶高温合金因其优异的高温力学性能,目前已广泛应用于制备航空发动机中的单晶涡轮叶片。Re元素的添加在显著提高单晶高温合金蠕变性能的同时,也显著增加了合金的成本。因此,研发新型低Re含量(低成本)和蠕变性能优异的单晶高温合金具有重要的意义。本文对比了几种低成本二代单晶高温合金与典型二代单晶高温合金CMSX-4的中温与高温蠕变性能,并从γ相和γ'相的固溶强化程度、γ/γ'错配度和有效扩散系数三个参量,探讨了二代单晶高温合金中温与高温蠕变性能的主控因素,发现高温蠕变性能的主控因素是γ相的固溶强化程度与γ/γ'错配度,而中温蠕变性能的主控因素是γ'相的固溶强化程度。以此为基础,提出了低成本二代单晶高温合金的成分设计策略。