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高温合金材料性能取决于化学成分和温度

镍基高温合金的主要溶质是铝和/或钛,其总浓度通常小于10%的原子含量。这就产生了一个两相平衡的微观结构,这在很大程度上决定了材料的高温强度和它难以置信的抗蠕变能力。它的含量取决于化学成分和温度。镍-铝-钛体系的Ni-Al-Ti三元相图显示了这两个相场的创建。对于给定的化学成分,一个相的分数随着温度的升高而降低。

电热合金

高温合金材料使用这种现象是为了在足够高的温度下溶解此相(溶液处理),然后在较低的温度下老化,以产生一个均匀和精细的强化沉淀物分散。它有一个原始的立方晶格,其中镍原子在表面中心,铝或钛原子在立方体的四角。这种原子排列的化学式是Ni3Al, Ni3Ti或Ni3(Al,Ti)。除了铝和钛之外,铌、铪和钽也优先分布在其中。晶格中的位错仍然很难穿透。顺序干扰了位错的运动,从而加强了合金。

电热合金

高温合金材料两相晶格之间的小失配之所以重要,有两个原因。首先,当与取向关系结合时,保证了较低的界面能。沉淀粗化的一般机理完全是由界面总能量的最小化驱动的。因此,高温合金材料相干或半相干界面使微观结构稳定,这一特性在高温应用中非常有用。在高温应力的影响下,失配的大小和标志也会影响组织的发展。通过改变化学成分,特别是铝钛比,可以控制正配错。负失配刺激了筏的形成,本质上是与施加应力垂直方向上的相层。这可以帮助降低蠕变率,如果机制涉及到跨越沉淀筏的位错爬升。


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