②溶质和溶剂原子弹性模量的差别
③静电交互作用
④动化学交互作用
⑤动短程有序原子
⑥层错能降低的强化
(2) 沉淀强化
通过高温固溶后淬火时效的方法,使过饱和的固溶体中析出共格第二相γ’,γ’’,碳化物等细小颗粒均匀分布基体上,产生阻碍位错运动,起到强化作用。
沉淀强化影响因素:
①错配度
②沉淀相尺寸
③沉淀相含量
(3) 晶界强化
晶界在低温下是位错滑移的阻碍,对于在低温工作的合金,细化晶粒将有利于合金的强度提高。但是晶界在高温下易发生蠕动,因此在高温下使用的合金希望减少晶界的粗晶结构;另外为了提高晶界的高温强度,采用控制有害杂质,加入微量元素如锆等元素,强化晶界。
晶界强化影响因素:
①弯曲晶界
②控制有害杂质
③强化晶界元素
④碳化物和氧化物强化
(4) 工艺强化
A 粉末冶金
高熔点元素钨、钼、钽的加入,凝固时会在铸件内部产生偏析,造成组织不均。采用粒度数十至数百微米的合金分门口,经过压制、烧结,成形的零件,可消除偏析,组织均匀,并节省材料,做到既经济又合理。
B 定向凝固
由于高温合金中存在多种合金元素,塑性和韧性都很差,通常采用精密铸造工艺成型。铸造结构中的等轴晶粒的晶界,处于垂直于受力方向时,最易产生裂纹。叶片旋转时受的拉应力和热应力,平行于叶片的纵轴,采用定向凝固工艺形成沿纵轴方向的柱状晶粒,消除垂直于应力方向的晶界,可使热疲劳寿命提高10倍以上。通过严格控制陶瓷壳型冷却梯度方法,做成单晶涡轮叶片,其承温能力比一般铸造方法的材料承温提高50-100℃,寿命增加4倍。
C 快递凝固
快速凝固得到的高温合金,合金的组织细化,偏析降低,固溶体基本过饱和度和缺陷增加,从而改善合金的组织,使前述各种强化手段的作用得到充分发挥。原来在一般凝固条件下不能获得良好的组织,在快速凝固条件下则可获得优良的、非平衡状态组织。例如在快速凝固条件下,镍基高温合金的主要强化相可以不仅是传统的γ’相,还可以得到大批的、均匀细小的碳化及硼化物相、α-Mo相等。在快速凝固条件下,由于这些相均匀细小的时效析出或共晶析出而引起强化作用。
1.4 高温合金的制备工艺
1.4.1 高温合金的电弧炉冶炼
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