单晶CMSX-4超级合金中缺陷结构的多层次分析
Robert Paszkowski1, Sławomir Kołodziej1, Mirosława Pawlyta2,3
1Institute of Materials Engineering, University of Silesia in Katowice, 1A 75 Pułku Piechoty St., 41-500 Chorzów, Poland.
研究人员分析了单晶轮机叶片的缺陷. 他们发现CMSX-4基于的超级合金在固化过程中形成的大型2-5纳米空洞缺陷.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 金工业是金工业的一个方面.
- 固态物理 固态物理
背景情况:
- 单晶超级合金对于轮机叶片等高温应用至关重要.
- 了解缺陷形成是提高材料性能和寿命的关键.
- 选择器-根连接平面是潜在缺陷积累的关键区域.
研究的目的:
- 分析CMSX-4超合金轮机叶片在选择器-根连接平面上的缺陷的产生.
- 描述微观缺陷的形态和起源.
- 为了研究正子子寿命作为大型空洞类型缺陷的指标.
主要方法:
- 合扫描电子显微镜 (SEM) 和X射线衍射 (XRD) 地形学用于宏观缺陷可视化.
- 对微观缺陷的特征进行 pozitron annihilation lifetime spectroscopy (PALS) 用于微观缺陷的特征.
- 传输电子显微镜 (TEM) 用于详细的缺陷分析.
主要成果:
- 树突阵列和叶片根的表面缺陷的可视化.
- 对比逆转和内部应力区域的观察.
- 在固化过程中归因于流体金属收缩的大型空洞类型缺陷 (2-5 nm) 的识别.
- pozitron 寿命超过 0.5 ns,表明存在显著的空隙缺陷.
结论:
- 在CMSX-4超级合金中,在从液态到固态的过渡过程中形成了直径为2-5纳米的大型空隙缺陷.
- 这些大空缺缺陷的特征是正子寿命超过0.5纳秒,这表明存在正.
- 这项研究为使用正子子谱学了解单晶超级合金中的缺陷形态开辟了新的途径.
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