現(xiàn)代航空發(fā)動機的發(fā)展趨勢是高推重比,以滿足飛機對速度和機動性的要求。為了達到這一目的,發(fā)動機的燃氣溫度和工作應(yīng)力越來越高,對制造熱端部件的高溫合金提出了更加苛刻的服役要求。因此,高溫合金的合金化水平越來越高,以提高高溫強度.抗蠕變和抗腐蝕等方面的性能。

GH4720Li合金是一種利用彌散析出的y’相實現(xiàn)沉淀強化的高強度鎳基高溫合金﹐主要用于工作溫度為650~750 ℃的壓氣機盤、渦輪盤以及在短時間內(nèi)900 ℃使用的渦輪盤。該合金的特點是Al+Ti含量較高，達到7.5 % ,大大增加了主要強化相y′相的含量,達到40%-50%12-4]。合金中添加Zr元素,可在一定程度上減輕有害元素S對晶界的影響,但Z元素的存在促進了合金鑄態(tài)組織中y+y’相共晶的形成,并在合金中形成低熔點相5。鑄態(tài)組織中y+y’相共晶的大量存在,會對合金的鍛造開坯產(chǎn)生一定的影響。同時,如果在均勻化過程中加熱溫度超過低熔點相的初熔溫度﹐會在合金產(chǎn)生液態(tài)區(qū),促使更多的合金元素向液態(tài)區(qū)富集,加劇元素偏析。國內(nèi)外對該合金已有一定程度的研究[11,其中杜金輝等對合金的鑄態(tài)組織和均勻化工藝進行了研究。但已有的研究均未涉及合金中低熔點相在鑄態(tài)組織中的分布及其對均勻化處理工藝的影響。

本研究對合金的鑄態(tài)枝晶間相.凝固過程和均勻化工藝等進行了分析,提出并驗證了兩階段均勻化處理工藝，為進一步開展對該合金的研究工作提供參考。

1實驗材料和實驗方法

1.1實驗材料

采用真空感應(yīng)爐熔煉澆注外形尺寸為100mm x200mm的合金鑄錠,合金配料成份(質(zhì)量分?jǐn)?shù)﹐%)為:Cr16.00，Co 15.50,Mo 3.00，W 1.20，Ti 5.00，Al 2.50，Zr0.03,c 0.020，B 0.015，Ni bal 。

1 .2實驗方法

分別在鑄錠的心部、四分之一直徑處和邊緣處切取試樣,采用5%e磷酸水溶液對試樣進行電解腐蝕,分別在金相顯微鏡.掃描電鏡(SEM)下對試樣進行觀察,并利用電子探針(EPMA)對各相進行成分分析。對鑄錠心部試樣進行不同溫度.不同時間的均勻化處理實驗,觀察其組織轉(zhuǎn)變情況。

2.1合金組織與凝固行為分析

2.1.1鑄態(tài)組織

合金的鑄態(tài)組織如圖1 .圖2所示。枝晶干呈白亮色，枝晶間則顏色較暗(見圖1),在枝晶間析出了大量第二相(見圖2)。金相及掃描電鏡觀察表明，枝晶干上的析出比較簡單,僅零星分布一些碳化物相。這些碳化物也在枝晶間析出,且數(shù)量遠多于枝晶干。

利用電子探針成分分析方法對A相和B相進行鑒別。圖4( a)和表1( a )所示為A相的EDS峰譜和元素組成,其主要元素組成可表示為(Ni , Co)3 (Ti .Al ),可判定A 相為固溶了其他合金元素的一次n相（ Ni3Ti)。圖4(b)和表1(h)所示為B相的EDS峰譜和元素組成。其主要元素組成可表示為(Ni . Co )5Zr ,可判定B相為固溶了其他合金元素的Ni5Zxr相。