镍基高温合金薄壁结构显微组织与力学性能演化特征

摘要

为满足轻量化需求，铸件结构正朝着薄壁化方向发展，因此有必要研究镍基高温合金薄壁结构的微观组织和力学性能演化特征。首先设计包含壁厚1、1.25 mm和1.5 mm的薄壁铸件，分别在两种工艺条件下完成重力浇注，并对两种铸件进行微观组织分析和力学性能测试，获得铸件不同壁厚处的二次枝晶臂间距（secondary dendrite arm spacing,SDAS）、晶粒形貌和晶粒平均尺寸、γ′相尺寸与体积分数等微观组织特征值，以及相应的硬度和抗拉强度。结果表明：随着铸件壁厚由1mm增大到1.25 mm和1.5 mm时，SDAS增加了29.9%以上。当砂箱温度900℃时，铸件抗拉强度随着壁厚增加而波动；当砂箱温度25℃时，铸件抗拉强度随着壁厚增加而升高。通过数值模拟，确定铸件的冷却速率变化范围。砂箱温度900℃的铸件冷却速率范围为16.0～28.2℃/s；砂箱温度25℃的铸件冷却速率范围为26.2～58.5℃/s。

关键词

镍基高温合金 / 薄壁结构 / 微观组织 / 力学性能 / 数值模拟