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钴基高温合金γ"相沉淀动力学
史淑静，李永胜*，王栋，张效源
南京理工大学 材料科学与工程学院，南京，210094
摘要：沉淀强化钴基高温合金是最具发展潜力的新一代高温合金。γ"相的高温不稳定性、γ"相的早期到粗化阶段的连续转变动力学，以及蠕变性能对合金的研发具有重要参考价值。利用TEM、SEM和APT，以及相场模拟研究了不同温度下钴基高温合金γ"相的连续沉淀过程，探讨了γ"相的形貌和成分变化、γ"相的形核长大和粗化动力学行为以及其与合金性能的关系。
相场模拟揭示了具有快速沉淀特征的γ"相初期沉淀至粗化的动力学演变，而5 min时效实验显示γ"相已经进入粗化阶段；相转变初期γ/γ"相界面附近基体中存在元素的富集和贫化现象，如明显的Al/W贫化和Co的富集，且温度越低、持续时间越长；γ"相在高温下更快地发生粗化，粗化阶段γ相中W成分的变化速率是析出相中2–3倍；γ"相平均颗粒半径的时间指数在长大阶段接近或大于1/2而在粗化阶段接近1/3，粗化阶段颗粒数密度的时间指数接近–1。体积分数的演变表明1000 h低温时效后γ"相尚未达到稳态粗化。低温下颗粒的弥散分布产生显著的强化效应，表现为合金的硬度增加。在不同应力加载条件下，驱动滑移系的差别使得合金蠕变性能呈现显著差异。研究表明，相场模拟可以获得与实验相符合的结果。
关键词：高温合金；γ"相；界面成分；动力学；蠕变
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