目前Mar-M247被广泛地应用于涡轮转子和定子等高温结构件上

Mar-M247合金是20世纪70年代由马丁金属公司研发的一种时效强化型镍基铸造高温合金,该合金具有高体积分数的γ'-Nig(AI, Ti)相(约62%),且难熔元素(Ta+ W + Mo)含量较高(约14%,质量分数,下同)0-2,同时因其具有良好的铸造性能、优异的高温强度、抗氧化和抗腐蚀性能,被广泛地应用于涡轮转子和定子等高温结构件上。目前,高温结构件上所使用的Mar-M247合金主要包括等轴晶和定向凝固柱晶两种。接下来大家就随小编一起来看看吧。

高温合金成分十分复杂,通常含有十多种元素,这些元素在合金中起的作用不同,对析出相的影响作用也各有差异,只有匹配好各元素间的含量关系，才能发挥他们在合金中的作用。Al、Ti是γ'相的主要形成元素,高温合金之所以能够保持高的强度，主要依靠了γ'相的沉淀强化作用，但是当Al或Ti的含量超过上限时,会析出有害的β-NiAl相或η-NizTi相。W、Mo主要进入γ相起固溶强化作用,同时,这两个元素也是强碳化物形成元素,主要形成MsC碳化物,沿晶界分布的颗粒状的M6C碳化物能够显著提高合金的高温持久性能,但是W和Mo都是促进拓扑密排相(TCP相)形成的元素,主要形成μ相,当两种元素含量超出溶解度极限后还会析出其他有害相。Cr主要固溶强化γ基体,还可以通过在晶界上析出颗粒状M23C6碳化物来强化晶界,但是高Cr会促进有害σ相析出，使合金的组织稳定性变差;另外, Cr的强化效果远低于W、Mo、Ta等高熔点元素,所以要进步提高合金的高温强度就要降低Cr含量并增加高熔点元素含量。

另一方面,碳化物在镍基高温合金中起着重要的强化作用,晶界碳化物通过阻碍晶界移动强化晶界。此外,碳化物可以固定一些在合金服役过程中促进组织不稳定的合金元素,从而提高合金的组织稳定性。镍基高温合金的显微组织中可能存在各种类型的碳化物,具体类型取决于高温合金成分和热处理工艺。

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