鎳基粉末高溫合金中γ′相形貌特征定量表征探究

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1、鐮基粉末高溫合金中Yz相形貌特征定量表征探究作者：溫瑩田高峰劉國(guó)權(quán)胡本芙【摘要】為在鎳基粉末高溫合金中獲得理想的V7相顯微組織，對(duì)Y'粒子特征進(jìn)行定量表征和科學(xué)控制非常必要。本文采用ImageProPlus,ImageTool和Origin等軟件工具，對(duì)棵基粉末高溫合金Y'強(qiáng)化相粒子的形態(tài)、分布以及尺寸等形貌特征進(jìn)行了定量分析。結(jié)果表明：等效直徑、縱橫比、形狀因子（或緊密度）等參數(shù)的引入，可以有效地將粒子的尺寸、尺寸分布和形貌特征量化，更加直觀和科學(xué)地反映Y相粒子的析出特征。【關(guān)鍵詞】高溫合金；Y'相粒子；形貌特征；

2、粒子形狀；粒子尺寸；尺寸分布Abstract：Inordertoobtainthedesiredmicrostrueture,theYfparticlesinalloysshouldbecharacterizedquantitativelyfirst?Inthearticle,themorphologycharacterizationsofYzphaseparticlesinaP/Mnickelbasesuperalloy,suchastheshape,distributionandsize,havebeeninve

3、stigatedbyusingthesoftwaresofImageProPlus,ImageToolandOrigin.TheresuItsshowthat,Feretdiameter,aspectratio,shapefactor(orcompactness)areeffectiveparametersforquantitativecharacterizationofY'phaseparticlesintheP/Mnickelbasedsuperalloy.Keywords：superalloy；y'phase；

4、morphologycharacterization；particleshape；particlesize；sizedistribution引言Yz相是礫基粉末高溫合金中最主要的強(qiáng)化相[1,2],冷卻過(guò)程中Yz相粒子的大小、分布以及形貌等析出特征與合金性能密切相關(guān)。因此，為獲得理想的((相顯微組織，采用恰當(dāng)?shù)膮?shù)對(duì)Y'強(qiáng)化相形貌特征進(jìn)行表征尤為重要。本文利用ImageProPlus、ImageTool和Origin等軟件工具，對(duì)鐮基粉末高溫合金(FGH4096)冷卻過(guò)程中析出的Vz相的形態(tài)、分布以及尺寸等特征進(jìn)行了統(tǒng)

5、計(jì)，并選用等效直徑、縱橫比、形狀因子和緊密度等參數(shù)對(duì)Y'析出特征進(jìn)行了定量表征，力求得到一種準(zhǔn)確有效地描述粒子形貌特征的方法。1實(shí)驗(yàn)和測(cè)算方法K*2U1.1實(shí)驗(yàn)材料與工藝實(shí)驗(yàn)用鎳基粉末高溫合金(FGH4096)其化學(xué)成分如表1所示，試樣采用線切割取自鍛態(tài)盤(pán)件的盤(pán)心部位，尺寸規(guī)格8X10mmo冷卻熱處理試驗(yàn)在Gleeble1500熱模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。為了得到不同形貌特征的Y'相粒子，冷卻實(shí)驗(yàn)分為兩組：首先，將小塊合金鍛造試樣在1150°CX5min下固溶處理，得到過(guò)飽和的單相固溶體。然后，一組試樣以較快冷速(4.3°C

6、/s)冷至75CTC,水淬至室溫；另一組試樣以較慢的冷卻速度(O.rC/s)冷至750°C,水淬。具體控制冷卻實(shí)驗(yàn)工藝規(guī)程如圖1所示。熱處理后的試樣經(jīng)過(guò)線切割、機(jī)械研磨后，進(jìn)行電解拋光與電解浸蝕，拋光液和浸蝕液分別為：20%H2S04+80%CH30H和85mlH3P04+5mlH2S04+7.5gCr03o在XL30SFEG(FieldEmissionGun)型場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡下觀察并拍照合金的顯微組織。表1實(shí)驗(yàn)合金的化學(xué)組成1.2體視學(xué)分析利用圖像分析軟件ImageProPlus對(duì)Vf相粒子的面積，周長(zhǎng)，最長(zhǎng)

7、軸(MajorAxis)和最短軸(MinorAxis)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；使用Origin軟件工具得到表述Y'相粒子形貌特征的參數(shù)：等效直徑(FeretDiameter),縱橫比(AspectRatio),形狀因子(ShapeFactor)和緊密度(Compactness)[3],其計(jì)算公式見(jiàn)式(1)?(4)。為了與上述表征方法進(jìn)行比較，本文還使用ImageTool和Origin軟件對(duì)Yf相粒子的平均直徑(MeanDiameter)進(jìn)行了定量測(cè)定。等效直徑：FeretDiameter=4Arean,(1)縱橫比：AspectR

8、atio二MinorAxisLengthMajorAxisLength,(2)形狀因子:Compactness二Perimeter2Area,(3)緊密度：ShapeFactor=4JiAreaPerimeter2.(4)Y'相粒子的尺寸分布數(shù)據(jù)采用Origin處理，以柱狀圖表示，橫坐標(biāo)表示直徑大小,縱坐標(biāo)表示一定尺寸Y'相粒子出現(xiàn)的頻率。分別