Abstract

-Denearbetet visar att termiska expansionsexperiment kan användas för att mäta C-solvus temperaturer av fyra Ni-base singel&crystal superlegeringar (SX), en med re-and tre re-free varianter. I fallet med CMSX4 är experimentella resultat i gott avtal mednumeriska termodynamiska resultat erhållna med hjälp av termokalc. För

-three experimentella re-free-legeringar är de experimentella och beräknade resultaten close.Transmission Electronmikroskopi visar att de kemiska kompositionerna av Cand, C&phases kan vara ganska väl förutspådda. Vi använder också resonant ultraljudspektroskopi (RUS) för att visa hur elastiska koefficienter beror på kemisk sammansättning och temperatur. Resultaten diskuteras mot bakgrund av tidigare resultatreport i litteraturen. Områden som behöver ytterligare arbete framhävs.

nibased singel-crystal Superaloys (SXS) används tomabilturbindor, som arbetar vid temperaturer över 1000 C. De måste motstå aloadspektrum, vilket inkluderar kryp, termisk trötthet och varmkorrosion. Krypstyrka, motståndet mot en långsam men kontinuerlig ackumulering av belastning, är av yttersta vikt. Det är välkänt att SXS är beroende av sin styrka på en mikrostruktur, som består av sub-micrometer Cuboidal C-Particles-(kristallstruktur: beställd L12&phase; volymfraktion: 70 volym%) som är åtskilda av tunna C-channels (Crystal Structure: FCC; Volymfraktion: Nära till 30 volym%), t.ex. [1-4]. Kristallstrukturerna hos båda faserna är liknande, så att de beställda C-Particles kan koherligt-fällning i C&matrix. Gitterkonstanterna D av de två faserna skiljer sig åt. I Ni-base singel-crystal-

superalloys finner man ofta: DC\\ DC. Den associerade gitteret MISFIT resulterar i en ökning av elastisk stammenergi, t ex [5, 6]. Detta felaktigt ochnågra av dess konsekvenser, t.ex. dess effekt på formen av C&Particles,-på Peach-Ko¨hler-krafter som verkar på kanaliska dislokationer, vid forsränning och på bildandet av interlokaliska dislokationsnätverk, har varit och är fortfarande diskuteras i litteraturen, t.ex. [7-15]. Den beställda C&-partiklarna representerar hinder för dislokationsrörelse.&

they är inte helt ogenomträngliga, men det är svårare för dislokationer att röra sig genom den beställda Cphase än genom FCC-C&channels . Konstruktionen av SX-designen är delvis beroende av att det är så svårt som möjligt för att dislokationer ska skära i C-phase för att opti--&

misera krypstyrka. Att göra skärning är förknippad med ökande antifasgränsergier (APB), t ex [16-20], vilket härrör från en av de mest framträdande elementära mekanismerna i kristallplasticitet: parvis skärning av Cphase, t ex-[ 21-23]. I litteraturen är det i stället för specifika aspekter av denna skärprocess, tror SX-forskare från akademin och industrin att det är önskvärt att konstruera legeringar med en hög C&volume-fraktion, ett högt-c&solvus tem--peratur och en kemisk sammansättning, som ger upphov till höga plana fel energier som påverkar den fysiskanaturen av ABS och staplingsfel. C&-&

solvus temperatur har ansetts vara särskilt viktig och har blivit belysad som en referenstemperatur i många vetenskapliga och tekniska SX-publikationer, t.ex. [24-31].

Denearbetet tar ennärmare titt på de termodynamiska egenskaperna hos fyra SXS, Erbo/1 (med Re, en CMSX-4-typ legering) och tre Erbo/15-varianter (Re-free, med högrenivåer av MO, TI och W). Den använder resonansk ultraljudsspektroskopi (RU) och dilatometri för att mäta elastiska styvheter och termiska expansionskoefficienter som en funktion av temperaturen. Det harnyligen visats hur dessa fyra legeringar skiljer sig åt vad gäller krypegenskaper [32, 33].