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Erschienen in: Metals and Materials International 10/2022

05.04.2022

Solidification and Evolution of β-NiAl Phase in a Re-Containing Single Crystal Superalloy

verfasst von: Y. M. Li, X. G. Wang, Z. H. Tan, Y. H. Yang, J. L. Liu, J. D. Liu, J. G. Li, Y. Z. Zhou, X. F. Sun

Erschienen in: Metals and Materials International | Ausgabe 10/2022

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Abstract

The β-NiAl phase, which may exacerbate the high-temperature mechanical properties of Ni-based superalloy, was observed in a designed Re-containing single crystal superalloy. The solidification mechanism of β-NiAl phase and its evolution after solution treatment as well as long-term aging at 1120 °C were systematically investigated. The β-NiAl phase was confirmed by the analyses of XRD and TEM in as-cast specimen. Combined the analyses of TEM, DSC, phase diagrams and chemical segregation behaviors obtained via EPMA, the solidification path in interdendritic region was determined as L → (β-NiAl + Cr) eutectic, L → β + δ, L + β → γ′, L → γ′. The β-NiAl phase could be diminished by solution treatment and/or long-term aging treatment. After the solution treatment at 1330 °C for 30 min, the β-NiAl phase split into small bulks and the δ phase dissolved, contributing to the formation of the γ + γ′ structure and large blocky δ phase. During the long-term aging at the 1120 °C, the β-NiAl phase transformed into γ and γ′ phase. With aging time prolonging, the Cr-rich phase dissolved, which promoted the precipitation of TCP confirmed as μ phase with three morphologies.

Graphical Abstract

After solution treatment at high temperature for 30 min, β-NiAl phase dissolved and reprecipitated into small bunks surrounded with filmier γ′phase, and γ + γ′microstructures as well as large δ phase were formed via the chemical diffusion and redistribution at high temperature. After long-term aging at 1120 °C, β-NiAl phase gradually dissolved and transformed to γ′phase and γ phase. Moreover, the precipitation of TCP phase was accelerated with aging time prolonging.

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Metadaten
Titel
Solidification and Evolution of β-NiAl Phase in a Re-Containing Single Crystal Superalloy
verfasst von
Y. M. Li
X. G. Wang
Z. H. Tan
Y. H. Yang
J. L. Liu
J. D. Liu
J. G. Li
Y. Z. Zhou
X. F. Sun
Publikationsdatum
05.04.2022
Verlag
The Korean Institute of Metals and Materials
Erschienen in
Metals and Materials International / Ausgabe 10/2022
Print ISSN: 1598-9623
Elektronische ISSN: 2005-4149
DOI
https://doi.org/10.1007/s12540-021-01136-x

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