導讀目錄：

1、K418軸晶高溫合金K418是什么材料

2、上?？萍即髮W：**發現！雙晶界對鎳基高溫合金的影響機制

K418軸晶高溫合金K418是什么材料

研究表明，10級晶粒度的Inconel　就718合金而言，當夾雜物含量為6時　000/kg下降到129/k，５３８℃當

母合金中夾雜物含量的降低將顯著提高鑄件的使用壽命。例如，在K417合金中，夾雜物含量高的葉片回收材料（夾雜物含量為20.2，重熔試驗棒疲勞性能差，開裂周僅為872次，而夾雜物含量為7.35mg/（10kg）。

疲勞開裂周次達到1　K418合金主要用于制造增壓渦輪等旋轉部件。疲勞功能是衡量其使用壽命的關鍵指標之一。對于真空連鑄K418母合金。

因為10公斤母合金含有超過500公斤的母合金μm的夾雜物含量較小，可以推斷，如果采用真空連鑄代替模鑄工藝制備K418母合金，無疑可以提高增壓渦輪等部件的成品率和使用壽命。

2.確保其長期、穩定、可靠的執勤。 ２　圖3提供了不同工藝生產的真空連鑄K418母合金鑄坯的組織和機械工藝K418鑄棒132mm，由于真空連鑄K418合金在水冷銅模中凝結成型，冷卻速度快，因此，二次γ′(1)真空連鑄K418母合金鑄K418母合金清潔度高。

夾雜物含量僅為模鑄母合金的1/5，夾雜物尺度均集中在80~140μ在模鑄K418母合金中，75%的夾雜物尺度為140~365μm、(2)當夾雜物含量為5.88mg/(10kg)和80%時，真空連鑄量的下降和尺度的降低使真空連鑄K41。

（3）真空連鑄技術進一步探索了合金的功能潛力，其機械功能遠高于標準成型樣品的水平。分析認為，高溫合金母合金清潔度差異較大的主要原因是熔煉鋼液通過澆筑槽選擇頂部鑄件 鋼模澆注。

由于混合物主要是Al、Mg、Si、Ca的氧化物，密度小于鋼液，在冶煉過程中漂浮在熔池表面，在鑄造過程中，不可避免地與非金屬數據進入鑄錠，造成母合金污染（圖2（a）），真空鑄造工藝選擇底鑄造型（圖2（b）），可有效將混合物漂浮到熔池頂部。

遠離充型區，特別是大型雜物的浮動效果更好，鑄坯在真空條件下直接連續鑄造，避免傳統工藝所有必要的澆筑槽、絕緣棉等非金屬數據，可顯著減少鑄坯中的雜物數量，由于水冷銅模具的強制冷卻，可進一步降低雜物的尺寸。

真空連鑄K418合金棒坯中二次γ′相小、均勻，更有利于提高合金強度，真空連鑄碳化物尺寸小，分散，減少應力集中作為硬點，延緩裂紋的萌發和擴展，因此其微組織非常有利于合金棒坯的強耐久性，加上真空連鑄棒坯微組織致密，清潔度高。

因此，真空連鑄棒坯的本體取樣性能非常好，甚至遠高于標準成型樣品的性能（表3）。與標準成型試驗棒相比，真空連鑄母合金本體取樣在室溫下為800℃抗拉強度提高，8000℃、490mpa的耐久壽命提高了80%以上。

鑄造高溫合金的標準成型樣品代表了合金的理想功能。一般來說，由于收縮和安排控制問題，鑄件的本體取樣功能低于成型樣品，而真空連鑄 由于其清潔度、宏觀冶金質量和微觀安排，棒坯的機械功能遠高于標準成型樣品的水平，進一步挖掘了合金的功能潛力。

至于真空連鑄K418合金，為了消除布置和晶粒度的影響，更直接地反映夾雜物含量與疲勞壽命之間的聯系，本文選擇了真空連鑄K418合金鑄坯的本體取樣，結果表明，在真空連鑄工藝開發的早期階段，由于工藝尚不成熟。

夾雜物含量略高，為5.88mg/(10kg)，80%的夾雜物尺寸較大，為140~365μm，相應的疲勞壽命只有2　８７９周次。

工藝成熟穩定后，夾雜物含量降低 低于1.91mg/(10kg)，降低67%，規模集中在80~140μm，疲勞壽命大大提高到10　對于高溫合金來說，245周次進步255%(表2)。

清潔度控制非常重要。一方面，如果母合金中的夾雜物含量增加，對于葉片、機箱、調節片等復雜薄壁部件，鋼液的粘度會增加。

降低其流動性，鑄造工藝控制不當容易產生冶金缺陷，如缺乏澆筑和熱裂紋。此外，將夾雜物帶入鑄件中，也會導致x光檢查夾雜物過度支出，導致鑄件報廢，降低鑄件成品率。

夾雜物的存在也會對高溫合金部件的執行性能產生重大影響。眾所周知，高溫合金在交替溫度下執行，夾雜物的熱膨脹系數僅為基體的一半，簡單誘發應力集中和裂紋，更終導致部件故障。編輯認為。

高溫合金的疲勞性能對夾雜物敏感。夾雜物含量和尺寸的降低可以使高溫合金疲勞。經測量計算，模鑄K418合金中的二次γ′相直徑約為0.43μ，K418合金真空連鑄二次γ′相直徑約為0.3。

而且尺度更均勻，統計不同工藝生產32mmK418鑄棒的碳化，以1/2半徑處20個視場的更大碳化物尺度為統，以1/2(長度+寬度)為碳化物直徑，每個視場選擇3個直徑更大的碳化物。

計算結果表明，模鑄K418合金中更大碳化物的直徑分布在13μm附，真空連鑄K418合金中更大碳化物的直徑分布在6μ，只有模鑄的一半。

上海科技大學：**發現！雙晶界對鎳基高溫合金的影響機制

這項研究是**次在鎳基合金中發現低能雙晶界面，這種異常行為對材料的綜合力學性能有顯著影響，因為這種現象的物理機制來自γ″雙晶界的特殊原子與合金中其他元素的含量無直接關聯，這一發現是為了一切γ″相強化鎳基高溫合金具有普遍性，有望通過調節熱處理系統和合金成分來緩解鎳基高。

本文來自微信微信官方賬號材料科學與工程，歡迎轉載。請聯系，未經許可拒絕轉載到其他網站。這種規則分布γ″鎳基高溫合金的隨機均勻分在雙晶界兩側形成對稱分布γ″相強化的弱面，而且這兩面與雙晶界平行(即位錯滑移{111}。

結合原子尺度分析和滑移，位錯優先于雙晶界兩側，導致應變局域化DFT在計算**性原理時，研究人員發現共格孿晶界是γ″沉淀提供了結構和能量。

V字形γ″由于跨越雙晶界，基體雙晶界的界面能顯著降低。γ″相的三層原子形成了更穩定的結構，如圖3所示。在此發現的基礎上，研究人員研究了含氫環境中鎳基高溫合金的斷裂行為，成功解釋了雙晶界引起氫裂紋的擴展——如圖2所示，*感謝論文作者團隊對本文的大力支持。

https://www.nature.com/ar，圖2 孿晶界（TBs）上V字形γ″以及V形γ″位錯滑移帶是由相引起的（DSBs）優先，圖3 γ″相(a)和δ相(b)跨越雙晶界兩側的原子分布和原子結構圖（c）。

以及高分辨STEM圖表顯示雙晶界上三層原子的形成δ，e)，圖 1 HRDIC應變圖及對應圖KAM方向分布圖和，(d)-(f)編輯同一地區，編輯推薦：通常在合金中引入更多的雙胞胎邊界可以顯著改善，但多晶鎳基高溫合金中的雙胞胎邊界更容易誘發裂紋萌生，本研究**發現，低能共格雙晶界面可用于鎳基合金，這種異常行為對材料的綜合力學性能有顯著影響。

上?？萍即髮W智能系統工程中心(Centerfor ，曼徹斯特大學Michael Preuss瑞典皇家理工學院教授盧松和楊志彪參與了**原理計的完成Roberto Morana博士還參與了多晶鎳基高溫合金的參與（Incoloy 945x和，研究人員首先通過原位力學實驗觀察到位錯在雙晶界處優，導致雙晶界處顯著應變局域化。

如圖1所示，研究人員根據位錯在雙晶界的異常行為，對雙晶界進行了多尺度結構表征，發現鎳基高溫合金中存在γ″雙晶界獨特的沉淀行為，V字形γ″相的尺寸大于晶粒內的普通尺寸γ″。

如圖2所示，由于鎳基高溫合金的低層錯能，合金中高達50%的晶界是退火過程中形成的雙晶界。與普通晶界相比，體邊界相比，雙胞胎邊界具有較低的界面能和較高的裂紋膨脹阻力。

因此，一般認為，在工程合金中引入更多的雙胞胎行業可以顯著提及。然而，近年來，一些研究發現，多晶鎳基高溫合金中的雙胞胎行業更容易誘發裂紋（6：6164，2015，Acta Mater，103。

461-473、2016)由于鎳基高溫合金成分和組織的復雜性，雙晶界負面效應的內部機制尚不清楚，難以通過調節合金的組織成分來減少或避免雙晶界，限制了合金在安全系數要求高的航空等領域的應用。

近日，上海科技大學智能制造系統工程中心張振波研究小組**從原子尺度揭示了異?，F象的物理機制，對調節多晶鎳基高溫合金的性能具有重要意義，相關結果以標題為基礎。Strain localisati。