DZ4125L(DS Rene 125) 定向凝固柱晶高温合金

相近牌号:DS Rene 125(美) DZ125合金
概述:DZ4125L是镍基沉淀硬化型定向凝固柱晶高温合金,使用温度在1050℃以下。该合金是我国目前性能水平*的合金之一,它是在美国Rene 125合金成分的基础上,通过了低偏析技术降低磷等杂质含量,以减少枝晶偏析而发展出的一种不含铪元素的定向凝固合金。与同类的合金相比,该合金提高承温能力20℃,并可成倍提高中温横向性能。适于制作1000℃以下工作的航空燃气涡轮转子叶片和1050℃以下工作的导向叶片等高温零件。

DZ125化学成分

DZ125物理性能∶

熔点:1230°℃-1240℃

1　材料和方法

利用真空感应熔并采用高真空工艺熔制DZ125母合金，该合金的化学成分如表1所示.利用高梯度真空定向炉拉制定向凝固高温合金试棒，试棒直径为16 mm、长度为200 mm.将合金试棒切割成尺寸为20 mm×10 mm×2.5 mm的片状试样，且片状试样的20 mm×10 mm面平行于[001]方向.所有的试样均采用线切割加工方式制得，从而避免残余应力的产生.

利用喷丸实验机对试样的20 mm×10 mm面进行喷丸处理，且表征喷丸强度的Almen值分别为0.17 mm和0.25 mm.喷丸处理后，将试样封装在石英管中，避免在热处理过程中产生表面氧化，且石英管的真空度为0.1 Pa.在870 ℃下，对试样进行去应力退火处理，退火时间分别为100、200和500 h，对不同时间去应力退火后的试样进行1 230 ℃/4 h的热处理，以考察去应力退火时间对DZ125合金再结晶的影响.此外，对经过870 ℃/500 h去应力退火后的试样进行不同条件下的热处理，以考察不同热处理温度(1 000、1 150和1 230 ℃)下去应力退火对DZ125合金再结晶的影响.利用金相显微镜和S-3400N扫描电子显微镜观察并分析不同状态合金的显微组织.

2　结果和分析

图1为当表征喷丸强度的Almen值为0.25 mm时，DZ125合金去应力退火前后的表层组织形貌.由图1可见，无论是否经过去应力退火处理，试样大部分表层未发生再结晶现象，但局部表层区域均出现了少量的胞状再结晶，且再结晶层厚度约为10 μm.

定向凝固高温合金中的再结晶与一般金属和合金中的再结晶不同.定向凝固高温合金发生再结晶后，形成了新的晶界，且再结晶后合金的性能明显降低.因此，不能简单地定义再结晶完成50%的温度为再结晶温度.对定向凝固和单晶高温合金而言，少量的再结晶即可引发性能的大幅度变化.目前，针对单晶高温合金临界再结晶体积分数的研究，仍鲜见报道.因此，可以认为出现再结晶时的温度即为其再结晶温度.在本实验中，无论是否经过去应力退火处理，在DZ125合金的表层组织中均观察到了少量胞状再结晶，这与文献[11]中提到的DZ125合金再结晶温度介于1 000～1 050 ℃范围内的结论相一致.文献[11]指出，γ′相溶解是定向凝固高温合金再结晶的控制因素，当温度低于γ′相溶解温度时，由于热处理温度较低，大量的γ′相粒子并未溶解，只有部分γ′相粒子在再结晶晶界处溶解，而晶界上高度过饱和的溶质原子只能通过不连续沉淀方式析出，从而形成了胞状再结晶形态.当温度低于1 000 ℃时，由于温度过低，再结晶晶核很难形成，即使有晶核形成，在过低的温度下，再结晶晶界也无法溶解γ′相粒子，因而无法形成胞状再结晶.因此，可以认为去应力退火对1 000 ℃/4 h热处理后的再结晶影响不大，且基本没有改变DZ125合金的再结晶温度.

应用概况及特性:合金是一种高性能、低成本的新一代航空涡轮叶片材料,已用于制作新型航空发动机空心无余量高压涡轮转子叶片。
合金在使用时表面可采用低压气相渗Al或气相沉积工艺形成涂层,以提高零部件的耐腐蚀能力。
3、材料的技术标准
GB/T 14992 高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号
GJB 5512.2铸造高温合金和铸造金属间化合物高温材料母合金规范
第2部分:定向凝固柱晶铸件用铸造高温合金母合金
HB 7762 航空发动机用定向凝固柱晶和单晶高温合金锭规范
HB/Z 140 航空用高温合金热处理工艺
Q/5B 4041 DZ125L合金定向凝固熔模铸造涡轮工作叶片
4、熔炼与铸造工艺
采用真空感应炉炉炼母合金,真空定向凝固炉重熔浇注定向凝固试棒和零件。（文章来源于网络，侵权即删。）