脱芯工艺对钴基高温合金DZ40M组织和性能的影响

doi:10.11901/1005.3093.2015.204

材料研究学报

2016, Vol. 30

Issue (2): 141-148 DOI: 10.11901/1005.3093.2015.204

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脱芯工艺对钴基高温合金DZ40M组织和性能的影响

佟健¹, 陈甲祺², 郑志¹, 于永泗³, 宁礼奎¹, 刘恩泽¹(

)

1. 中国科学院金属研究所沈阳 110016
2. 中国人民解放军驻430厂军代表室西安 710021
3. 大连理工大学材料科学与工程学院大连 116024

Effect of Leaching Process for Ceramic Core on Micro-structure and Mechanical Property of Investment Cast Co-base Superalloy DZ40M

TONG Jian¹, CHEN Jiaqi², ZHENG Zhi¹, YU Yongsi³, NING Likui¹, LIU Enze^1,^*(

)

1. Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China
2. Representative Office of PLA in 430, Xi'an 710021, China
3. School of Materials Science and Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China

引用本文:

佟健, 陈甲祺, 郑志, 于永泗, 宁礼奎, 刘恩泽. 脱芯工艺对钴基高温合金DZ40M组织和性能的影响[J]. 材料研究学报, 2016, 30(2): 141-148.
Jian TONG, Jiaqi CHEN, Zhi ZHENG, Yongsi YU, Likui NING, Enze LIU. Effect of Leaching Process for Ceramic Core on Micro-structure and Mechanical Property of Investment Cast Co-base Superalloy DZ40M[J]. Chinese Journal of Materials Research, 2016, 30(2): 141-148.

全文: PDF(12331 KB) HTML

摘要:

研究了硅基和铝基陶瓷型芯脱除工艺对DZ40M钴基高温合金的组织和性能的影响.结果表明, 硅基陶瓷型芯脱芯处理24 h后, DZ40M合金的组织和性能没有显著变化; 经铝基陶瓷型芯脱芯处理300 h后, DZ40M合金的组织变化不明显, 但是力学性能显著下降.在合金试样外层厚度约1 mm的环形区发生脆化, 是其在脱芯处理过程中被充氢而发生氢脆引起的.

关键词 ：金属材料, DZ40M合金, 脱芯工艺, 显微组织, 力学性能, 氢脆

Abstract：

Effect of the leaching process of SiO₂- and Al₂O₃-based ceramic core on the microstructure and mechanical property of the investment cast Co-based superalloy DZ40M is investigated. It is shown that after immersion in the leaching medium for SiO₂-based ceramic core for 24 h, the microstructure and mechanical property of the alloy does not vary evidently; although after immersion in the leaching medium for Al₂O₃-based ceramic core for above 300 h, the microstructure variation of DZ40M alloy is not evident, but its mechanical property decreased remarkably, which may be due to the occurrence of an embrittled layer of about 1 mm in thickness on the alloy surface. The embrittled layer is caused by hydrogen embrittlement resulted from charging hydrogen during immersion in the leaching medium for Al₂O₃-based ceramic core.

Key words： metallic materials DZ40M alloy core leaching technology microstructure mechanical properties hydrogen embrittlement

收稿日期: 2015-04-13

ZTFLH:

TG142

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https://www.cjmr.org/CN/10.11901/1005.3093.2015.204 或 https://www.cjmr.org/CN/Y2016/V30/I2/141

图1 DZ40M合金的铸态组织

图2 硅基脱芯工艺处理24 h后DZ40M合金组织

图3 硅基脱芯处理24 h后DZ40M合金表面的微观组织

图4 硅基脱芯处理24 h后DZ40M合金表面的XRD谱

表1 硅基脱芯工艺处理不同时间后样品的室温拉伸性能

图5 硅基脱芯处理前后DZ40M合金试样的室温拉伸断口

表2 DZ40M合金经硅基脱芯工艺处理不同时间后在980℃, 83 MPa条件下的持久性能

图6 硅基脱芯处理24 h后DZ40M室温断口的高倍微观组织

图7 在980℃/83 MPa条件下持久样品的断口形貌

图8 铝基脱芯工艺处理后DZ40M合金的微观组织

图9 铝基脱芯处理600 h后试样表面附近的组织

图10 铝基脱芯处理试样表面的XRD谱

表3 经600 h铝基脱芯处理试样表面腐蚀产物的EDS分析结果

图11 铝基脱芯处理后的DZ40M合金室温断口形貌

图12 铝基脱芯处理600 h后室温拉伸试样断口附近的纵剖面组织

表4 DZ40M合金经铝基脱芯工艺处理不同时间后在980℃/83 MPa条件下的持久性能

图13 铝基脱芯不同时间处理后持久试样的断口形貌

表5 脱芯处理前后DZ40M合金试样中的平均氢含量

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