镍基单晶合金是一种应用较为广泛的高温合金，主要用于制造热端部件，尤其在航空航天发动机的重要结构/功能部件中镍基高温合金质量占比20%以上[1]
镍基单晶高温合金目前已发展至第五代，其标志性特点是加入了大量元素Re和Ru[2,3]
难熔元素Re在合金中起固溶强化作用，可有效提高合金的承温能力，但Re会强烈促进TCP相析出，影响合金的组织稳定性[4,5]
研究表明[6]，难熔元素W在合金中同样可以起到固溶强化作用，其在枝晶干/枝晶间的偏析程度低于Re，且在γ和γ两相的分配比也低于Re，相较于Re更有利于组织稳定
王博等[7]在对第三代镍基单晶高温合金的研究中发现，W含量的提高对合金γ相形貌、尺寸和体积分数无显著影响，随W含量提高，合金TCP相含量缓慢增加
第4代和第5代镍基单晶高温合金中添加了2%~6%的元素Ru，主要目的在于抑制TCP相析出，充分发挥Re的固溶强化作用
研究表明[8~10]，含Ru合金中γ'相具有更好的立方度且分布均匀，同时，元素Ru可使γ′/γ两相错配度变得更负
另有文献报道[11]，Ru对γ′/γ两相错配度并无明显影响
O'Hara等[12]提出了Ru的“逆向分配”效应是改善组织稳定性的重要原因，即Ru可促使Re、W、Cr等γ相形成元素更多的溶入到γ相，使较多Al、Ta等γ相形成元素溶入到γ基体相，进而改变元素在γ′/γ两相的分配比
刘少华等[13]通过第一原理对元素在γ′/γ两相界面分配行为进行研究，结果表明，元素Ru可降低Re、Co、Cr等元素在γ相偏聚程度
但Reed等[14,15]的研究表明，其他元素在γ/γ两相的分布行为并未受到元素Ru的影响
霍嘉杰等[16]认为，Ru可以降低TCP相与γ相界面提供原子附着台阶的密度，以降低TCP相析出以及生长的驱动力，从而提高合金的组织稳定性
田素贵等[17]研究发现，在中温条件下，Ru可抑制位错在基体通道中的分解，从而提高合金蠕变性能
另有文献认为[18]，当合金中Re含量较低时，添加Ru可提高合金的蠕变性能，但当合金中Re含量较高时，Ru对合金蠕变性能的提高并不明显
由此可见，元素Ru在不同合金中的作用机理有所不同，需要进一步研究
元素Ru对无Re合金蠕变性能影响的研究较少，元素Ru对不同W含量合金蠕变性能的影响更是鲜有报道
据此本文设计并制备了三种合金，通过蠕变性能测试、组织形貌观察、元素
声明：
“Ru对一种高W镍基单晶合金蠕变性能的影响” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
1021
编辑：中冶有色网
来源：梁爽,刘智鑫,刘丽荣,梁金广,纪良博,邵华阳
分享 0
举报 0
收藏 0
反对 0
点赞 0
2025年05月23日 ~ 25日 
