GH4710（GH710）Udimet710铸造镍基高温合金

介绍

GH4710高温合金是一种新型铸造镍基高温合金，具有耐高温腐蚀、高强度，主要用于工作温度高达800°C的航空发动机涡轮叶片[1]、[2]、[3]、[4]。GH4710高温合金是一种基于Ni-Co-Cr元素的γ硬化镍基高温合金。γ相的体积分数高达40%，保证了其良好的力学性能。因此，对形成γ相（NiAl/Ti）有很大贡献的Ti和Al元素的添加量超过7.5%[5]，[6]，[7]。晶体结构为L1面心立方的γ相的溶解温度至少为1150°C [8]，[9]，[10]。镍基高温合金的耐腐蚀性取决于致密的钝化膜，以防止腐蚀性离子接触基体。GH4710高温合金中Cr的含量足够高，可以形成稳定性良好的致密钝化膜。GH4710高温合金的使用环境恶劣复杂，导致腐蚀过程复杂，包括高温腐蚀、应力腐蚀、电化学腐蚀。所有这些外部因素的耦合效应会破坏钝化膜的完整性，提高GH4710高温合金的腐蚀速率。本研究主要研究了电化学腐蚀的机理。,,,3,2

许多学者报道了许多关于镍基高温合金腐蚀行为的研究。前人研究[11]、[12]、[13]表明，镍基高温合金的良好性能是由于添加了许多强化元素，在凝固过程中会析出大量的M（C，N）和共晶相;界面能高的晶界通常是点蚀成核和富Cr M的位置23C6长期老化后会在晶界沉淀。这些微观结构作为表面缺陷会破坏钝化膜的完整性，导致耐腐蚀性降低。You等[14]报道，较高的溶液温度会降低δ沉淀物的体积分数和尺寸，从而增加Inconel 718合金的点蚀潜力。Khalaj等[15]、[16]、[17]、[18]、[19]、[20]通过仿真计算和实验研究了应变对Al-Mn-Si合金耐蚀性的影响。严重的应变使粗二相颗粒碎裂，使其不能作为点蚀的起源。但是，更细的颗粒可以通过破坏钝化层和再钝化，在位错和晶界暴露于腐蚀性环境中发挥不可否认的作用。变形状态下的腐蚀速率与材料表面缺陷的密度有关。Cao等[21]表明，GH586高温合金的钝化膜由Cr2O3，尖晶石NiCr2O4，以及少量的TiO2.钝化膜连续性的破坏是由于TiO的成熟2随着温度的升高，颗粒。Li等[22]表明，Pb会通过延缓氧空位在氧化层中的向外扩散来破坏钝化膜的完整性，从而导致局部腐蚀。邱等[23]报道，选择性激光熔化（SLM）制备的NiTi合金比XZ-NiTi表面具有更高的钝化成膜动力学、精细致密的微观组织。Awadi等[24]表明，铬镍铁合金617和铬镍铁合金738合金在高温下具有良好的抗氧化性，主要形成Cr等致密氧化膜2O3和 NiCr2O4.结果表明，界面能和晶界特性（GBC）对合金的性能起着重要作用。与随机边界相比，低Σ CSL晶界具有许多特殊性质，如边界能量低，对元素扩散和有害相沉淀的敏感性较低，对堵塞裂纹扩展的抵抗力更强[25]，[26]。Tan等[27]报道，通过增加低Σ CSL晶界分数和减少随机边界，提高了Inconel 800 H和Inconel 617的高温稳定性。Telang等[28]表明，增加合金600中低Σ CSL晶界比例可以显著降低晶界劈敏化的碳化物析出和铬耗尽，使合金600的钝化膜更致密，从而提高合金600的耐腐蚀性。

本文通过等温压缩试验研究了GH4710高温合金在不同有效应变下的热变形行为。利用金相显微镜和电子背散射衍射（EBSD）研究了热压缩过程中合金组织结构的演变.通过电位动力学极化、电化学阻抗谱、莫特-肖特基和X射线光电子能谱（XPS）进一步研究了腐蚀行为。用3.5 wt% NaCl溶液模拟了GH4710高温合金的腐蚀环境。本研究进一步探讨了腐蚀机理。

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