粉末高溫合金中SiO2夾雜物與基體的界面反應(yīng)機理及對其變形行為的影響

摘要：通過人工植入夾雜物的方法,采用SEM、EPMA、TEM、納米壓痕和微納CT研究了FGH96粉末高溫合金中30和60μm SiO2夾雜物在粉末態(tài)、熱等靜壓(HIP)和熱擠壓(HEX)過程中形貌、尺寸以及化學(xué)成分的演變規(guī)律,深入揭示了SiO2夾雜物與基體發(fā)生界面反應(yīng)的機理,定量研究了夾雜物在粉末態(tài)、HIP態(tài)以及HEX態(tài)下尺寸的變化,表征了夾雜物在擠壓棒材中的三維形貌。結(jié)果表明,在粉末態(tài)時,夾雜物呈長條狀或板條狀;在HIP過程中,夾雜物與基體發(fā)生了置換反應(yīng),形成了內(nèi)部Ti O2、外部Al2O3并彌散分布于γ基體的復(fù)合夾雜物,確定了形成氧化物的物相種類,揭示了界面反應(yīng)機理,同時,30μm SiO2周圍未出現(xiàn)γ’相貧化區(qū),60μm SiO2周圍形成了γ’相貧化區(qū),合金基體較γ’相貧化區(qū)具有較高彈性模量和納米硬度,γ’相貧化區(qū)為軟化區(qū),反應(yīng)后30和60μm SiO2夾雜物尺寸分別約為35和75μm,體積得到進一步增大;在擠壓過程中,60μm SiO2由于貧化區(qū)的存在表現(xiàn)出與30μm SiO2不同的變形行為,并通過SEM觀察統(tǒng)計的夾雜物尺寸與理論計算和微納CT測試結(jié)果進行了對比驗證。