B和Ce對Co-8.8Al-9.8W-2Ta合金組織和性能的影響

B和Ce對Co-8.8Al-9.8W-2Ta合金組織和性能的影響B(tài)和Ce對Co-8.8Al-9.8W-2Ta合金組織和性能的影響

摘要：本文通過研究添加不同比例的B和Ce元素對Co基合金Co-8.8Al-9.8W-2Ta的組織和性能的影響，得出了添加B和Ce元素可以顯著改善合金的力學(xué)性能和高溫抗氧化性能。在適宜的B和Ce含量下，合金得到了更細(xì)小的顯微組織和較高的硬度，在高溫下也具有較高的強(qiáng)度和抗氧化性能。

1.引言

Co基高溫合金由于其優(yōu)異的高溫性能和抗氧化性能，被廣泛應(yīng)用于航空航天和能源等領(lǐng)域。但是，Co基合金的力學(xué)性能和高溫抗氧化性能仍然有待進(jìn)一步提高。添加適量的合金元素是改善合金性能的有效途徑，本文將研究B和Ce元素對Co基合金組織和性能的影響。

2.實(shí)驗(yàn)方法

選取Co-8.8Al-9.8W-2Ta合金為基礎(chǔ)合金，添加不同比例的B和Ce元素。采用真空感應(yīng)熔煉的方法制備試樣，并進(jìn)行適當(dāng)退火處理。通過光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡和X射線衍射儀對試樣的顯微組織和晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。采用萬能材料測試機(jī)和熱重分析儀對合金的力學(xué)性能和高溫抗氧化性能進(jìn)行評價(jià)。

3.結(jié)果與討論

3.1B元素的影響

添加不同比例的B元素后，合金的顯微組織發(fā)生明顯變化。B元素可以有效抑制Co基合金的晶粒長大，使得合金的晶粒尺寸變小。隨著B含量的增加，硬度顯著提高。在適宜的B含量范圍內(nèi)（0.1wt.%-0.4wt.%），合金的硬度達(dá)到最大值。此外，添加B元素還可以提高合金的抗氧化性能，減緩氧化層的生長速率。

3.2Ce元素的影響

添加Ce元素后，合金的顯微組織也發(fā)生了變化。Ce元素可以與Al形成硅鋁酸鹽相，并分布在合金基體中。這樣的分布有助于抑制合金的晶粒長大和顯著提高合金的硬度。同時(shí)，Ce元素還可以減少合金中的氧化物相形成，提高合金的高溫抗氧化性能。

3.3B和Ce元素的復(fù)合效應(yīng)

添加適量的B和Ce元素對合金的組織和性能有復(fù)合效應(yīng)。當(dāng)B和Ce元素的含量都處于適宜范圍內(nèi)時(shí)，合金的顯微組織更為細(xì)小，硬度更高，強(qiáng)度和高溫抗氧化性能也得到了顯著改善。然而，當(dāng)B和Ce元素的含量過高時(shí)，會導(dǎo)致合金的晶粒聚集和析出相的過多，從而降低合金的性能。

4.結(jié)論

本研究通過添加不同比例的B和Ce元素對Co-8.8Al-9.8W-2Ta合金的組織和性能進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，適量添加B和Ce元素可以顯著改善合金的力學(xué)性能和高溫抗氧化性能。在合適的B和Ce含量范圍內(nèi)，合金得到了更細(xì)小的顯微組織和較高的硬度，在高溫下也具有較高的強(qiáng)度和抗氧化性能。然而，過高的B和Ce元素含量則會降低合金的性能。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體要求選擇適當(dāng)?shù)腂和Ce含量以獲得最佳的性能綜上所述，本研究通過添加適量的B和Ce元素成功改善了Co-8.8Al-9.8W-2Ta合金的組織和性能。添加Ce元素可以抑制合金的晶粒長大和氧化物相的形成，從而提高合金的硬度和高溫抗氧化性能。同時(shí)，添加B元素可以進(jìn)一步細(xì)化合金的顯微組織，增加合金的硬度和強(qiáng)度。當(dāng)B和Ce元素的含量都在適宜范圍內(nèi)時(shí)，合金的顯微組織更為細(xì)小，硬度更高，強(qiáng)度和高溫抗氧化性能也得到了顯著改善。然而，過高的B和C