単結晶Ni基超合金の熱弾性特性とc’-ソルバス温度(2)

発売日:2021-03-11

本研究では、合金組成の大きな変動(ERBO/1とERBO/15)および小さな変動(3つのERBO/15バリアント)が熱弾性特性にどの程度影響するかを調査します。最初の目的:2つの異なる合金の比較(合金組成の大きな変動)は、超合金単結晶技術に移行するための全体的な取り組みに役立ちます。-&101;高いクリープ強度を提供することが知られているReのような高価で戦略的な合金元素は、機械的強度を損なうことなく他の元素に置き換えられます。#&101;この点では、弾性特性とクリープ特性の両方が重要です。これは、Mo、Ti、およびWのレベルを上げることによって達成できることが提案されています[34]。さらに、熱疲労荷重に耐える必要のあるコンポーネントを設計するには、高温工学で#弾性係数が必要です。したがって、本研究では弾性係数を測定するための努力がなされている。 2番目の目的:個々の合金元素の役割の詳細な理解は、1つの特定の元素の効果を研究する場合にのみ得られます。 3つのERBO-15バリアントの比較は、この点で役立ちます。 3番目の目的:特に、高いcsolvus温度を決定する方法としての/高解像度膨張測定の可能性が-調査されます。この目的のために、高温膨張測定によって得られたc-ソルバス温度の実験結果を&-理論的なThermoCalc計算と比較します[35]。 ThermoCalc予測の品質は、3Dアトムプローブトモグ(3D-ATP)[36]と透過型電子顕微鏡(TEM)[32]を使用して得られたカンドc相の化学組成の予測を比較することによって評価されます。 ]。 c&solvusを決定する方法として熱膨張の高解像度測定を確立することは、--超合金技術の重要な進歩を表しています。&----&

結果は、文献に発表された以前の研究に照らして議論されています。さらなる調査が必要な分野が強調表示されています。 2.png

材料、実験、方法材料:現在の作業では、4つの材料が調査されています。それらの公称化学組成を表1に示します。ERBO

1はCMSX4タイプの合金であり、処理、多段階熱処理、および微細構造の詳細は他の場所で公開されています

101; [32、33、36、37]。 ERBO

15は、Rettigらによって開発された低密度のRefree単結晶/結晶Ni-超合金です。 [34]数値熱力学的多基準最適化法を使用する。現在の作業では、ERBO&15を、WとMoが少ない2つのより細いERBO#15バリアント(ERBO/15-WとERBO-15-Mo)と比較します。調査した4つの合金の熱処理の詳細を表2に示します。ERBO-1はボーフムのDoncastersPrecision Castingsによって/熱処理されましたが、ERBO/15バリアントの熱処理は/特注の真空熱処理炉で行われました。タイプLHTMのCarboliteGeroから-/-/-100–200/161G。熱処理手順の詳細については、[32]および[36]に記載されています。電子プローブマイクロアナリシス(EPMA)は、ERBO用の電子プローブマイクロアナライザーSX50とERBO用のSXFiveFEタイプの電界放出電子マイクロプローブ-15およびその2つの派生物を使用して実行されました。凝固中に、SXの合金元素が樹枝状および樹枝状間領域に分割する傾向が変化する可能性があることはよく知られています。図1は、鋳造状態(上段、図1a〜d)および均質化熱処理後(下段、図1a〜d)のERBOの微細構造における元素Al、Ti、Mo、およびWの分布を示しています。 1e–h)。図1の下の行は、凝固中の合金元素の分配傾向に関連する大規模な化学的不均一性が、均質化ステップ中に低下する可能性があることを示しています(表2)。ただし、図1hのWに見られるように、完全に消えることはありません。走査型電子顕微鏡(SEM)の調査は、12 kVで動作するフィールドエミッションガン(FEG)とインレンズ検出器(作動距離:4.5mm、アパーチャ:30mm)を備えたCarl ZeissAGのLeoGemini 1530SEMを使用して実行されました。 ////

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