【摘 要】
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K4750合金是一种新型镍基铸造高温合金,以γ相为基体,以γ’相进行沉淀强化,在700-750℃具有优异的高温力学性能,良好的组织稳定性和铸造性能,有望被应用于高温需求的航空发动机热端部件。由于该合金是一种新研制的合金,为了获得更优的性能,微量元素成分和工艺仍需进一步研究和优化。本文系统地研究了K4750合金的凝固过程和元素偏析行为、浇注温度、碳含量对合金组织性能影响规律,为该合金碳含量和试样浇注
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K4750合金是一种新型镍基铸造高温合金,以γ相为基体,以γ’相进行沉淀强化,在700-750℃具有优异的高温力学性能,良好的组织稳定性和铸造性能,有望被应用于高温需求的航空发动机热端部件。由于该合金是一种新研制的合金,为了获得更优的性能,微量元素成分和工艺仍需进一步研究和优化。本文系统地研究了K4750合金的凝固过程和元素偏析行为、浇注温度、碳含量对合金组织性能影响规律,为该合金碳含量和试样浇注温度的确定提供基础数据,具有重要的科学意义和应用价值。论文取得的主要研究结果如下:（1）浇注温度对K4750合金显微组织和力学性能有显著影响。随浇注温度提高,合金试样的晶粒明显增大,枝晶越发达,枝晶间析出的MC型碳化物呈聚集分布且尺寸增大。聚集分布的MC型碳化物恶化了合金力学性能,导致高浇注温度的试样力学性能下降。因此,采用1410℃浇注温度进行浇注的合金具有最佳的力学性能。（2）K4750合金主要析出相为γ相、γ’相、MC型碳化物和M23C6型碳化物。随着C含量增加,合金中MC型碳化物析出量增加,γ’相和M23C6型碳化物没有明显变化。随C含量由0.02wt.%增加到0.10wt.%,合金室温抗拉强度和屈服强度分别从894MPa增加到982MPa,719MPa增加到756MPa;合金750℃高温拉伸抗拉强度和屈服强度分别由855MPa增加到891MPa,676MPa增加到712MPa;750℃/430MPa持久寿命由19.5h显著增加到161h,延伸率由0.84%显著增加到12%。当C=0.10wt.%时,合金强度、持久寿命、拉伸塑形达到最佳匹配。（3）等温凝固实验结果显示K4750合金液相线和液相相温度分别为1350℃和1270℃。MC型碳化物初始析出温度为1320℃。K4750合金的凝固过程可概括为为:L→γ（1350℃）;L→γ+MC（1320℃）;L→γ（1270℃）。合金在 1310℃～1290℃温度区间凝固过程中,枝晶间液相由连通转变断开,易造成疏松。合金凝固过程中,W,Fe,Cr元素分配系数大于1,富集于枝晶干区域,为负偏析元素;C,Ti,Nb,Mo元素分配系数小于1,富集于枝晶间,为正偏析元素。
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