合金的凝固溫度區(qū)間是一個重要的凝固參數(shù)，直接與流動性關(guān)聯(lián)。本實驗測試了不同硼含量高溫合金的凝固特征溫度，結(jié)果如表4所示。Y 相是K4169合金的基本相，占有很大的體積分數(shù)，因此如果選定Y相初始熔化溫度為固相線，而不選擇與襯縮界限相關(guān)的凝固后期共晶溫度，能使得出的凝固溫度區(qū)間更好的表征流動性。所得DSC曲線如圖5所示。從圖5和表4中看出，元素硼對液相線溫度影響不大，對固相線溫度呈先增加后減小的趨勢。隨著硼含量的增加合金的凝固溫度區(qū)間變窄，當硼含量從26mg/kg增加到59mg/kg時，凝固溫度區(qū)間zui小。當硼含量超過59mg/kg時，凝固溫度區(qū)間又增加到43℃。
表4 元素硼對K4169高溫合金凝固特征溫度的影響
Table 4 Effect of Boron on the solidification characteristic temperature of K4169 high temperature alloy
Content of B/mg.kg-1 26 37 48 5 9 70 |
Y solidus 1295 1300 1304 1316 1303 Liquidus 1347 1346 1349 1349 1346 Solidification range 52 46 45 33 43 |
K. C. Antony 等[18]的研究結(jié)果顯示當硼的加入量小于其在合金 中的固溶度時，對合金的液相線溫度影響不大，對合金固相線溫度的影響較為明顯。并得出向Ni-10CO-9Cr-9w-5.1-3.5Ta-1.5Mo-1.5Ti 高溫合金中加入0.012%的硼，凝固溫度區(qū)間從79℃降低到72℃，與本實驗結(jié)果基本一致。元素硼在K4169合金中的固溶度為60mg/kg，當硼含量超過其在合金中的固溶度時，多余的元素硼全形成低熔點的硼化物，從而降低合金的 Y 固相線溫度。所以當元素硼的含量為70mg/kg時，凝固溫度區(qū)間反而升高。金屬的凝固區(qū)間越寬，其枝晶就越發(fā)達，較小的固相體積分數(shù)就會導致流動停止。所以當硼含量為59mg/kg時，合金的流動性較好，這與上面的實驗結(jié)果相吻合。
圖5 不同硼含量對DSC曲線的影響
Fig. 5 Effect of different boron content on DSC curve
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南京寧博分析儀器有限公司
2015.06.23
