定向凝固钴基高温合金DZ40M的热处理研究

研究了热处理对新研制的定向凝固钴基高温合金DZ40M组织和性能的影响。结果表明 :12 80℃ / 4h固溶处理可完全溶解DZ40M合金中初生碳化物M7C3 和MC ,合金成为单相固溶体。95 0℃和 10 5 0℃时效处理可使DZ40M合金发生硬化 ,以 95 0℃时效硬化效果更为明显 ,相应的峰时效制度为 95 0℃ / 12h和 10 5 0℃ / 2 4h。时效处理引起M2 3 C6沉淀析出。 95 0℃ / 12h时效显著提高DZ40M合金室温强度和高温持久寿命 ,同时也减少了合金塑性 ,但合金仍保持一定的塑性。 10 5 0℃ / 2 4h虽然能增加室温拉伸性能 。

DZ40M钴基合金的高温内氧化现象

观察了DZ40M钴基合金在99～1100℃下，经不同时间空气氧化后的内部组织，发现该合金在各曝露温度下均产生了内氧化区，该区靠近外氧化层处主要是Cr的内氧化而离外氧化层较远处主要是Al的内氧化，且随着温度的提高，内氧化物由颗粒状向外状过渡。另外，温度越高，氧化越深入，外氧化层越易开裂和剥落。

DZ40M钴基合金的高温氧化

测定了ＤＺ４０Ｍ 钴基合金在９００ ～１１００ ℃空气中的氧化动力学曲线，观察分析了各温度下经不同时间氧化后合金的表面氧化物形貌和组成。该合金在９００ 和１０００ ℃的静态氧化较好地符合抛物线规律，而在１０５０ 和１１００ ℃时由于氧化皮严重开裂和剥落而近乎呈直线发展。两者的氧化层形成机制有所不同，９００ 和１０００ ℃的后期氧化产物以Ｃｒ２Ｏ３ 为主，形成连续致密的保护层；１０５０ 和１１００ ℃的后期氧化产物以ＣｏＣｒ２Ｏ４ 为主，不形成完整的Ｃｒ２Ｏ３ 保护层。

DZ40M钴基合金铝化物涂层的循环氧化

以新型定向凝固钴基高温合金 DZ40 M为基体 ,研究其低压化学气相沉积铝化物涂层的循环氧化行为 ,发现该涂层具有较高的抗循环氧化性能 ,涂层与基体结合良好。涂层退化主要是由外表面氧化膜的愈合消耗 Al源所造成 ,沉积渗剂中加入 Ti可加速涂层的退化。

DZ40M合金Al-Si涂层高温防护性能研究

采用料浆渗技术在DZ40M钴基高温合金基材上制备了Al-Si涂层,研究了涂层在1000℃下的高温氧化行为和900℃下的燃气热腐蚀行为。结果表明,料浆渗Al-Si涂层明显改善了DZ40M合金的抗高温氧化性能,涂层主要由CoAl相组成,随着氧化时间的增加,CoAl相发生了退化,逐渐转变成α-Co相;涂层与合金都具有较好的抗热腐蚀性能。

DZ40M合金缺陷试样TLP-DB接头力学性能研究

开展定向凝固钴基高温合金DZ40M的过渡液相扩散焊试验,研究不同界面缺陷率DZ40M合金TLP-DB接头的高温力学性能。结果表明:采用1260℃/0.5h+1200℃/6h规范可实现DZ40M合金过渡液相扩散焊的良好结合;接头高温持久强度达到等条件下母材的70%以上;当界面缺陷率达15%时,接头高温持久强度仍达到母材的70%以上;但随着缺陷比例的增大,断裂位置由母材转移到焊缝。

DZ40M合金表面纳米和垂直裂纹结构热障涂层的抗燃气热腐蚀性能

采用超音速火焰喷涂技术在定向凝固DZ40M钴基高温合金表面喷涂NiCrAlY金属粘接层,以纳米7YSZ团聚粉末为原料,分别利用大气等离子喷涂技术在粘接层表面制备了纳米结构和垂直裂纹结构7YSZ涂层,研究了高温合金基体和带涂层的基体在900℃下的燃气热腐蚀性能,分析了合金和涂层的燃气热腐蚀产物和过程。结果表明:两种结构热障涂层均大幅度提高了DZ40M合金的抗燃气热腐蚀性能,可避免基体在高温燃气热腐蚀中产生大量易剥离的腐蚀产物和氧化腐蚀孔洞;两种结构涂层在燃气热腐蚀后仍然保持完整并具有相近的燃气热腐蚀速率,垂直裂纹结构涂层中垂直于基体的贯穿裂纹在提高涂层应变容限的同时,并不会成为腐蚀介质快速渗入的通道。

焊后热处理对高温合金异种材料焊接组织的影响

针对含有较多合金元素的镍基单晶高温合金熔焊焊接性能较差的问题,采用扫描电子显微镜、背散射衍射分析和显微硬度仪等手段,研究了镍基单晶高温合金DD8和钴基等轴晶K640M的氩弧焊焊接显微组织特征.结果表明,焊接后接头形成定向柱晶区、熔合区和母材区.对实验合金进行焊后热处理后发现,熔合区和定向柱晶区中γ相发生长大,且Co等元素的分布趋于均匀,焊接残余应力的存在导致个别位置出现再结晶现象.热处理前后接头内显微硬度无明显变化.