摘要:利用热力学计算软件.M atP ro和相应的镍基高温合金数据库，研究了几种典型镍基单晶高温合金和GE公司的低Re成分单晶高温合金专利，分析了合金成分设计中与单晶叶片设计、微观组织稳定性以及加工工艺性能密切相关的一招毛列参数，包括合金的初熔温度、密度、Y‘相体积分数、x/丫相错配度、TCP相含量、热加工窗口以及糊习犬区区间等，证实了GE公司的低Re专利合金具有可靠性，并获得了满足承温能力达到第二代单晶水平的热力学判据。在此基础上以GE公司低Re合金成分为参考，设计了一招毛列Re含量为1质量分数肠的合金成分，且根据热力学判据，筛选出了几组低Re且承温能力达到第二代单晶水平的合金成分。
0前言
高温合金从20世纪30年代末问世以来, 人们通过不断地添加固溶强化和析出强化元素, 使高温合金的牌号不断增多, 满足了航空发动机和燃气轮机对高温材料性能不断提高的要求。到目前为止, 全世界已经发展了几百种高温合金牌号,我国也研制了近200种高温合金牌号。广大从事高温合金研究和生产的科技工作者们, 开展了广泛的理论和应用基础的研究, 对高温合金的成分-工艺-组织结构-力学性能之间的关系有了比较深入的了解, 为高温合金的设计奠定了理论基础[ 1] 。
同时, 计算机技术的发展和信息处理技术的建立,为高温合金材料设计提供了有效的方法。如利用相图计算( C alculat ion o f Phase D iagram,CALPHAD )方法[ 2-3] 来分析多组元合金的平衡态相图, 并在此基础上预测合金的热力学性能, 为合金的研究和设计提供了有效的手段和帮助。JM atPro是基于CALPHAD 方法的热力学模拟软件, 可以用来计算金属材料的多相平衡与多种性能。有研究结果表明[ 4-6] : 通过热力学计算软件JMatPro可以比较准确地计算出不同成分的镍基高温合金的平衡相含量和物理性能, 从而可以大量节省项目时间与实验费用。此外, 各种热加工技术的发展为高温合金的制备和加工方法的设计优化开辟了新的方向。近年来, 高温合金的设计愈来愈受到人们的重视, 通过合金设计可以在一定程度上避免依赖传统的经验主义和反复试验失败再试验带来的浪费严重、成效较差等多种弊端[ 5-7] 。
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