ABSTRAKT

Die vorliegenden Arbeiten zeigen, dass thermische Expansionsexperimente zur Messung der C-Solvus-Temperaturen von vier Ni-Base-Monokristall-Superlegierungen (SX) verwendet werden können, eine mit Re & und drei Re-free Varianten.Im Falle von CMSX-4 sind die experimentellen Ergebnisse mit den numerischen thermodynamischen Ergebnissen, die mit ThermoCalc gewonnen werden, in guter Übereinstimmung.Für

drei experimentelle Re-free-Legierungen, die experimentellen und berechneten Ergebnisse sindclose.TransmissionDie Elektronenmikroskopie zeigt, dass die chemischen Zusammensetzungen der Cand-Phasen einigermaßen gut vorhergesagt werden können.Wir verwenden auch resonante Ultraschall & Spektroskopie (RUS) zeigt, wie elastische Koeffizienten von chemischer Zusammensetzung und Temperatur abhängen.Die Ergebnisse werden im Lichte früherer Ergebnisse in der Literatur diskutiert.Es werden Bereiche hervorgehoben, die weitere Arbeit erfordern.

GRAPHISCHE ABSTRAKT

Einleitung

Auf Ni basierende Einzelsystal-Superlegierungen (SXs) werden zur Herstellung von Turbinenschaufeln eingesetzt, die bei Temperaturen oberhalb 1000 C arbeiten. Sie müssen dem Aload-Spektrum standhalten, das Kriechen, thermische Ermüdung und heiße Korrosion einschließt.Die Kriechkraft, der Widerstand gegen eine langsame, aber kontinuierliche Anhäufung von Belastungen, ist von größter Bedeutung.Es ist bekannt, dass SX für ihre Stärke auf einer Mikrostruktur, die aus Untermikrometern cuboidal c-Partikeln besteht & (Kristallstruktur: geordnete L12-Phase; Volumenfraktion: 70 vol.%), die durch dünne c-Kanäle getrennt sind (Kristallstruktur: fcc; Volumenfraktion: in der Nähe von 30 Vol.%), z.B. [1 82114].Die Kristallstrukturen beider Phasen sind ähnlich, so dass bei der Abkühlung von hohen Temperaturen die bestellten c-Partikel kohärent sein können & Niederschlag in der c-Matrix.Die Gitterkonstanten d der beiden Phasen unterscheiden sich.In Ni-Base Single-Crystal

Superlegierungen, die man oft findet: dc & D.Die damit verbundene Gitterfehlpassung führt zu einer Erhöhung der elastischen Dehnungsenergie, z.B. [5, 6].Dieser Fehler und einige seiner Folgen, z.B. seine Auswirkung auf die Form von C-Teilchen, & über Pfirsich-Gegensprechanlagen;Ko-168Chler-Kräfte, die auf Kanaldislokationen, auf Rafting und auf die Bildung von Grenzflächendislokationsnetzen wirken, wurden und werden in der Literatur, z.B. in der Fachliteratur, diskutiert [7 8211; 15].Die bestellte c- & Partikel stellen Hindernisse für die Verrenkung dar.

Sie sind nicht völlig undurchdringlich, aber es ist schwieriger, sich durch die geordnete c-Phase zu bewegen als durch die fcc & C-Kanäle.Die Kunst des SX-Designs beruht zum Teil darauf, dass es für die Versetzungen so schwierig wie möglich ist, in die c-Phase zu schneiden, um... &

Mischen Sie Kriechkraft.Schwierig zu machen, ist mit zunehmender Antiphase-Grenzenergie (APBs) verbunden, z.B. [16 2a821120], die aus einem der prominentesten elementaren Mechanismen in der Kristallplastizität resultiert: dem paarweisen Schneiden der C-Phase, z.B., & [21 deckungsgleich 821123].Während es in der Literatur Meinungsverschiedenheiten hinsichtlich der spezifischen Aspekte dieses Schneidprozesses gibt, sind SX-Forscher aus Wissenschaft und Industrie der Ansicht, dass es wünschenswert ist, Legierungen mit einem hohen C-Volumen-Bruch, einem hohen & c-solvus tem- & Peratur und eine chemische Zusammensetzung, die zu hohen planaren Störenergien führt, die die physikalische Natur der APBs und Stapelfehler beeinflussen.Die c- &

Solvus-Temperatur wurde als besonders wichtig angesehen und wurde in vielen wissenschaftlichen und technologischen SX-Publikationen, z.B. [24-2821131], als Referenztemperatur hervorgehoben.

Die vorliegende Arbeit untersucht die thermodynamischen Eigenschaften von vier SXs, ERBO/1 (mit Re,a CMSX-4 Typ Legierung) und drei ERBO/15 Varianten (Re-free, mit höheren Ebenen von Mo, Ti und W).Es verwendet resonante Ultraschallspektroskopie (RUS) und Dilatometrie, um elastische Steifigkeiten und thermische Expansionskoeffizienten als Funktion der Temperatur zu messen.Es wurde vor kurzem gezeigt, wie sich diese vier Legierungen hinsichtlich der Kriecheigenschaften unterscheiden [32, 33].