IN718镍基高温合金熔体脱氮和TiN析出热力学研究

TF701; 低氮含量可控制TiN夹杂物生成,从而提高镍基高温合金冶金质量和综合性能.通过比较镍基和铁基金属液中标准吉布斯自由能和合金元素对N、Ti活度相互作用系数的差别,指出镍基和铁基中两套不同的热力学数据,二者不能混用.以目前已有的镍基高温合金的热力学参数建立了IN718合金脱氮热力学模型,得出在满足其他冶炼条件的前提下,适当降低温度和提高真空度以降低氮气分压是降低合金液中氮含量的直接手段,以及不同合金元素加入对脱氮的不同影响.同时,建立TiN析出的热力学模型以及偏析模型,计算结果得出,在IN718的生产温度1 450℃条件下,控制合金液中的w[N]在43.69×10-6以下,凝固过程中溶...

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Published in特殊钢 Vol. 45; no. 1; pp. 33 - 41
Main Authors 罗小雨, 郭靖, 郭汉杰, 李泽友
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 高端金属材料特殊熔融与制备北京市重点实验室,北京 100083%北京科技大学冶金与生态工程学院,北京 100083 2024
高端金属材料特殊熔融与制备北京市重点实验室,北京 100083
大冶特殊钢有限公司,黄石 435001
北京科技大学冶金与生态工程学院,北京 100083
Subjects
Thermodynamics
镍基高温合金
Denitrification
Nickel Base Superalloy
热力学
TiN Precipitation
脱氮
TiN析出
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ISSN1003-8620
DOI10.20057/j.1003-8620.2023-00113

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Summary:TF701; 低氮含量可控制TiN夹杂物生成,从而提高镍基高温合金冶金质量和综合性能.通过比较镍基和铁基金属液中标准吉布斯自由能和合金元素对N、Ti活度相互作用系数的差别,指出镍基和铁基中两套不同的热力学数据,二者不能混用.以目前已有的镍基高温合金的热力学参数建立了IN718合金脱氮热力学模型,得出在满足其他冶炼条件的前提下,适当降低温度和提高真空度以降低氮气分压是降低合金液中氮含量的直接手段,以及不同合金元素加入对脱氮的不同影响.同时,建立TiN析出的热力学模型以及偏析模型,计算结果得出,在IN718的生产温度1 450℃条件下,控制合金液中的w[N]在43.69×10-6以下,凝固过程中溶质元素N、Ti在液相中富集TiN析出,计算析出温度为1 468 K,此时固相分率fs为0.829.若要控制固相分率fs分别在90%或95%以上才会析出TiN夹杂物,w[N]需分别控制在25.00×10-6和15.00×10-6以下.
ISSN:1003-8620
DOI:10.20057/j.1003-8620.2023-00113