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镍基单晶高温合金以其优异的性能成为先进航空发动机高压涡轮叶片的首选材料。近来，以Ru为成分特征的第四代单晶高温合金正成为本领域的研究前沿。本课题在前期研究工作基础上，进一步调整合金成分，以0Ru+4.2Cr为基础合金，分别加入2.5 wt.％的Ru和1.5 wt.％的Mo，研究了二者对合金铸态组织、时效处理后的γ相形貌、合金元素成分分配比、组织稳定性和高温低应力(1100℃/140 MPa)下持久性能的影响，并初步讨论了合金的持久断裂机制。
短期时效研究表明：在枝晶干处，基础合金γ相的形貌介于球形与立方形的过渡状态，加入2.5 wt.％的Ru和1.5 wt.％的Mo后，γ相均变为立方形，并且含Mo合金的γ相立方度更高。合金元素成分分配比测定表明：Ru和Mo本身富集于γ相，并促进Re和Cr等元素向γ相偏析，从而使合金的点阵错配度变负，进而增大了γ相的立方度；其中，含Mo合金中大原子半径的难熔元素在γ相中总含量增多，错配度进一步增大。
长期时效组织稳定性研究表明：基础合金经1100℃时效700 h后即析出了TCP相，而含Ru(2.5wt.％)合金直至2000 h仍未析出TCP相，说明Ru的引入抑制了TCP相的析出；Mo的引入则强烈促进TCP相的析出，仅经过50h时效即在含Mo合金中发现了TCP相，呈典型的“编篮状”形貌。XRD及TEM相鉴定表明：含Mo合金中析出的TCP为P相和σ相，并富集Re、W、Cr和Mo等元素。此外，长期时效过程中还发生了γ相的粗化及筏排化；错配度较高，γ相立方度较大的合金优先发生了筏排。
持久性能研究表明：Ru的引入显著提高了合金1100℃/140 MPa下的持久寿命，而Mo的添加则使合金的持久性能略有下降。Ru的引入通过提高γ相的体积分数和合金的错配度，促进蠕变过程中筏排组织的形成，抑制TCP相的析出，进而提高合金的持久性能；Mo对合金错配度、γ相体积分数的影响与Ru类似，但由于Mo强烈促进TCP相的析出，弱化难熔元素的强化效果，进而破坏了合金的持久性能。