粉末高溫合金Udimet720Li γ′強化相析出行為

劉 健 ，葉 飛 ，王旭青 ，彭子超 ，羅學軍

1) 北京航空材料研究院先進高溫結構材料重點實驗室，北京 100095 2) 陸軍裝備部航空軍事代表局駐株洲地區航空軍事代表室，株洲 412002

由于具有優異的高溫強度、蠕變和疲勞性能，Udimet720Li高溫合金廣泛應用于先進飛機發動機中的盤形件[1-2]。然而，高合金化使得該合金鑄錠的成分偏析嚴重、晶粒異常，導致鑄造開坯困難、開裂傾向性高，嚴重阻礙了合金的發展及應用[2]。采用粉末冶金工藝（powder metallurgy, P/M）[3-6]制造的Udimet720Li合金錠坯（簡稱為粉末高溫合金Udimet720Li）具有晶粒組織細小均勻，無宏觀偏析的優勢，解決了合金變形開裂的問題，具有良好的應用前景并受到廣泛關注[7-9]。Goff等[7]研究了粉末高溫合金Udimet720Li的顯微組織對蠕變性能的影響，結果表明γ'相的尺寸決定了位錯與γ'相的相互作用機制（位錯切過或繞過γ'相），進而決定了合金的蠕變行為。Jiang等[9]也指出當粉末高溫合金的疲勞裂紋越過γ'相擴展時，在其擴展平面上形成臺階狀結構，有利于阻礙疲勞裂紋的擴展[10-11]。

作為一種析出強化型合金，Udimet720Li合金的力學性能很大程度上取決于其γ'強化相的含量、尺寸與分布，而固溶過程的冷卻速度決定了γ'強化相的析出與生長行為，進而影響了合金的力學性能[2,12-14]。鎳基高溫合金的冷卻方式主要包含空冷、風冷、鹽浴和油浴等[15-16]，在實際生產過程中，為避免淬火開裂并保證復雜結構件（淬火截面變化大）具有均勻的組織，通常需要嚴格控制冷卻速率并采取特定的冷卻路徑。因此，有必要研究冷卻速率與粉末高溫合金Udimet720Li的顯微組織及力學性能之間的關系。……