相图计算辅助新型Co基变形高温合金的成分设计

吴刚^1,2,3，王涛⁴，沈剑韵^1,2,3，魏杰^1,2,3，吴波⁵，黄永章^1,2,3，袁学韬^1,2,3

1. 有研科技集团有限公司生物冶金国家工程实验室3. 北京有色金属研究总院4. 中国航发北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室5. 福州大学材料科学与工程学院

摘 要：为了确定Co-Al-W-Ni-Ta-Ti体系新型γ’强化的Co-Al-W基变形高温合金的成分及相应的热处理工艺,利用Pandat计算软件及钴基高温合金热力学数据库,计算了合金元素对平衡相析出行为的影响。计算表明:W、Ni、Ta及Ti均能提高γ’的稳定性,W、Ta会增加有害相χ-D0₁₉的析出倾向,Ti和Ni能分别抑制有害相ψ-D0₁₉和B2相的析出,将合金成分定为CoWAl-3W-30Ni-2Ta-3.5Ti（at%）。计算了此合金的相转变规律,结果表明:合金的平衡析出相为γ、γ’、χ-D0₁₉和Co₇Ta₂,开始析出温度分别为1355,1169,700和288℃。制定了合金的热处理制度:1250℃/12 h均匀化,1150℃/6h固溶处理,900℃/4h+750℃/16h两步时效处理。采用真空感应熔炼制备了合金样品,经上述热处理后,DSC分析结果与计算的相转变规律一致,SEM及XRD结果表明,合金中的平衡相为典型的γ+γ’,两相组织。

关键词：Co-Al-W基变形高温合金;相图计算（CALPHAD）;成分设计;