本文標題："鑄造渦輪葉片金屬材料顯微結構檢測工具顯微鏡"

鑄造渦輪葉片金屬材料顯微結構檢測工具顯微鏡

對于使用在高溫的材料而言，鎳鋁介金屬其強度隨溫度上升而增加的特祑性質受到普
遍重視。顯微組織由等軸晶、柱狀晶到單晶的研究發展亦為鎳鋁介金屬使用在高溫時
的重要課題。近年來合金元素的添加對鎳鋁介金屬的影響以及偏化合比使其延展性的
提高使鎳鋁介金屬更形重要。鎳鋁介金屬化合物(Ni Al, r'相)是一般鎳基超合金在
高溫時的主要強化相。但由于Ni Al的晶界脆化問題使Ni Al多晶材料在早期發展過
程中受到阻礙。直到1971年Aoki和Izumi將硼添加到Ni Al才有效地改善了Ni Al在
室溫的延展性，但在高溫時仍未能克服沿晶破裂(inter-granular fracture)脆性問
題。在潛變狀態下，晶界常是裂縫產生處，同時成為裂縫延伸的途徑而造成破壞。

所以在渦輪葉片的發展上，單晶成為重要的發展方向。拉制單晶消除所有晶界因此能改
善Ni Al的潛變懷質避免晶界影響造成破斷。本論文即針對鉭、鉻和鋯元素的添加對
Ni Al單晶機械性質及顯微結構之影響作研究。使用材料為中山科學研究院所提供之
Ni-18 at% Al-5.5 at% Ta-4.6 at% Cr-0.4 at% Zr單晶試棒，母材為r'相，Ll結
構。單晶試棒均偏[001]方位10°內。鑄造狀態試片經1200℃持溫72小時固溶處理后
仍未能消除樹枝狀組織分散或群聚的富鉻析出相在鑄造狀態及固溶處理后仍存在，其
大小由小于0.1 um到數個um，由HRTEM結果顯示其既不溶解亦不成長，為穩定析出相
，同時由于鉻含量的增加使析出相的序化性消失，這些出現在序化母材中的非序化析
出相有良好的強化效果。添加合金元素鉭及鉻因取代鋁原子位置且原子大小與鎳或鋁
原子相差大而使固溶強化效果佳

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