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，合金得到了更細小的顯微組織和較高的硬度，在高溫下也具有較高的強度和抗氧化性能。

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，被廣泛應用于航空航天和能源等領域。但是，Co基合金的力學性能和高溫抗氧化性能仍然有待進一步提高。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.實驗方法

選取Co-8.8Al-9.8W-2Ta合金為基礎合金，添加不同比例的B和Ce元素。采用真空感應熔煉的方法制備試樣，并進行適當退火處理。通過光學顯微鏡、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構進行分析。采用萬能材料測試機和熱重分析儀對合金的力學性能和高溫抗氧化性能進行評價。

3.結果與討論

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，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元素的復合效應

添加適量的B和Ce元素對合金的組織和性能有復合效應。當B和Ce元素的含量都處于適宜范圍內(nèi)時，合金的顯微組織更為細小，硬度更高，強度和高溫抗氧化性能也得到了顯著改善。然而，當B和Ce元素的含量過高時，會導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行了研究。實驗結果表明，適量添加B和Ce元素可以顯著改善合金的力學性能和高溫抗氧化性能。在合適的B和Ce含量范圍內(nèi)，合金得到了更細小的顯微組織和較高的硬度，在高溫下也具有較高的強度和抗氧化性能。然而，過高的B和Ce元素含量則會降低合金的性能。因此，在實際應用中，需要根據(jù)具體要求選擇適當?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，添加B元素可以進一步細化合金的顯微組織，增加合金的硬度和強度。當B和Ce元素的含量都在適宜范圍內(nèi)時，合金的顯微組織更為細小，硬度更高，強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