Ni-Cr-Mo-Fe-W合金中宏观“黑斑”缺陷特征的形成

rockston

高温合金凝固时，会引起溶质原子的宏观偏析和微观偏析，特别是合金化程度较高、锭型较大时，元素的偏聚更容易发生。微观偏析是一种短程现象，所达到的距离为晶粒尺寸数量级或更小，通过合适的热处理可能加以消除。宏观偏析时成分的差异表现为长程变化，一般超过晶粒尺寸的若干倍，导致许多情况下不可能通过热处理来消除[1]。通常称为通道偏析的所谓“黑斑”缺陷是一种特殊的宏观偏析。从单晶叶片到多晶大锭，在不同种类的铸态结构中都发现了“黑斑”，如高温合金DS及SX坯锭中[2，3]，VAR和ESR高温合金坯锭中[4～10]，大镇静钢锭中[11]，都出现过“黑斑”。有的研究者认为“，黑斑”区富正偏析元素，贫负偏析元素，但不仅高铝(正偏析)合金中容易形成“黑斑”，高钨(负偏析)合金中也容易出现“黑斑”。IN718和706合金中“黑斑”极度富铌、钛，从而含有过量的Laves相[1，12]；GH135合金“黑斑”区晶粒比其周围基底细小，是TiC、M3B3和laves相的聚集区[12]。

本工作通过晶界萃取碳复型等实验技术，研究Ni-Cr-Mo-Fe-W合金宏观“黑斑”缺陷特征的微观形成机制。富集在“黑斑”区的钨、钼等元素主要以数量较多，尺寸较大的富含钼、钨的M6C和P相的形式存在于晶界上，使“黑斑”区的晶粒细小，晶界易受侵蚀，晶界弱化。关于合金凝固过程中“黑斑”的形成原因还有待进一步研究。