Detnuvarande arbetet undersöker hur mycket stora (erbo/1 vs./15) och små (tre erbo/15-varianter) variationer i legeringskomposition påverkar deras termoelastiska egenskaper. Första målet: Jämförelsen av två olika legeringar (stor variation i legeringskompositioner) hjälper i den övergripande strävan att röra sig mot en superlegering enda-crystal teknik, where dyra och strategiska legeringselement såsom Re, vilka är kända för att tillhandahålla en hög kryphållfasthet, är ersäte d av andra element utan att äventyra den mekaniska hållfastheten. Elastiska och krypa egenskaper är båda viktiga i detta avseende. Det har föreslagits att detta kan uppnås genom att ökanivåerna av MO, Ti och W [34]. Vidare behövs elastiska koefficienter i hög-Temperature-teknik för att designa komponenter, vilket måste motstå termisk trötthetsladdning. Därför görs en ansträngning i detnuvarande arbetet för att mäta elastiska koefficienter. Andra målet: En detaljerad förståelse av rollen som enskilda legeringselement kan endast erhållas,när effekten av ett visst element studeras. Jämförelsen av de tre erbo/15-varianterna bidrar till i detta avseende. Tredje målet: I synnerhet är potentialen för hög-resolution dilatometri som en metod för bestämning av hög c-solvus temperaturer&utforskas. För detta ändamål, jämför vi experimentella resultat för c-solvus temperaturer erhållna genom hög-&temperatur dilatometri med teoretiska ThermoCalc beräkningar [35]. Kvaliteten på ThermoCalc förutsägelser bedöms genom att jämföra dess förutsägelser för de kemiska kompositionerna enligt cand c-phases erhölls med användning av 3D-atom sond tomog-&raphy (3D-ATP) [36] och transmissionselektronmikroskopi (TEM) [32 ]. Att etablera höga-resolution mätningar av termisk expansion som ett förfarande för bestämning c-solvus utgör en betydande pro-&gress i superlegeringsteknik.
Resultaten diskuteras i ljuset av tidigare arbete som publiceras i litteraturen. Områden, som kräver ytterligare forskning, är markerade
Materials, experiment och metoder Material:. I föreliggande arbete är fyra material undersöktes. Derasnominella kemiska sammansättningar är listade i tabell 1. Erbo/1 är ett CMSX-4 typ av legering, detaljer om bearbetning, flertal steg värmebehandling och mikrostrukturen har publicerats elsewhere [32, 33, 36, 37]. Erbo/15 är en låg-density refree single-crystal Ni-base Superalloy, som har utvecklats av Rettig et al. [34] Använda ennumerisk termodynamisk multi-criteria optimeringsmetod. I föreliggande arbete, jämför vi Erbo/15 med två magrare Erbo/15 varianter, vilka innehåller mindre W och mindre Mo (Erbo/15-W och Erbo/15-MO). Värmebehandlings detaljerna i de fyra undersökta legeringarna presenteras i Tabell 2. Medan Erbo/1 värme-treated av Doncasters Precision Gjutgods i Bochum, värmebehandlingar av Erbo/15 varianter utfördes i en anpassad-built vakuum värmebehandling ugn från Carbolite Gero av typ LHTM 100-200/16 1g. Detaljerad information om värmebehandlingsförfarandet dokumenteras i [32] och [36]. Elektronsondmikroanalys (EPMA) utfördes med användning av en elektronsond mikroanalysator SX 50 för Erbo/1 och en fältemissionselektronmikrosond av typ SXFiveFE för Erbo/15 och dess två derivat, båda från Cameca. Det är välkänt att legeringselement av SXS under stelning kan variera i sina tendenser att partitionera till dendritiska och interdendritiska regioner. Figur 1 visar fördelningarna av elementen Al, Ti, Mo och W i mikrostrukturen hos Erbo/15 i som-cast tillstånd (övre raden, Fig. 1 a-d) och efter homogenisering värmebehandling (undre raden, fig. 1e-h). Den undre raden av fig 1 visar att den stora-scale kemisk heterogenitet, associerat med skilje tendenser legeringselementen under stelning, kan sänkas under homogeniseringssteget (tabell 2).; Det försvinner emellertid inte helt som kan ses för w i fig. 1h. Svepelektronmikroskopi (SEM) undersökningar utfördes med användning av en Leo Gemini 1530 SEM från Carl Zeiss AG utrustad med en fältemissionskanon (FEG) som arbetar vid 12 kV och en inlens detektor (arbetsavstånd: 4,5 mm, bländare: 30 mm).
