1　前言
粉末高温合金已经成为高性能航空发动机发展的关键材料。七十年代研制和应用的合金主要是650℃合金如Ｒｅｎｅ95、Ｉｎ100等。八十年代损伤容限设计思想在先进发动机的设计中得到了应用,继而使断裂和裂纹扩展性能成为选择材料的重要要求,由此而发展了700(750)℃损伤容限型粉末高温合金如Ｎ18、Ｒｅｎｅ88ＤＴ等。
近年来,我国对750℃损伤容限型粉末高温合金及涡轮盘制造技术也有着迫切的需要。通过这一研究工作,为750℃粉末高温合金的选材、盘件制造及应用打下良好的基础。

2　实验方法
2.1　试验材料
本次试验所采用的等离子旋转电极(ＰＲＥＰ)ＦＧＨ96粉末,其化学成分(质量分数):Ｃｒ15.57、Ｃｏ12.55、Ｗ4.12、Ｍｏ3.87、Ｔａ0.1、Ｎｂ0.73、Ａｌ2.27、Ｔｉ3.51、Ｚｒ0.05、Ｓｉ<0.05、Ｃｅ0.01、Ｆｅ0.17、Ｍｎ<0.05、Ｎ0.0018、Ｏ0.0042、Ｈ0.0004、Ｃ0.0043、Ｓ0.002、Ｐ<0.01、Ｂ0.014。其粒度分布见图1。
图1　粒度分布曲线

2.2　试验方法
采用实体显微镜和水淘选法收集观察粉末中的夹杂,用扫描电镜和能谱进行定性分析、用扫描电镜和光学显微镜观察粉末形貌及夹杂。

3.试验结果及分析
3.1　ＦＧＨ96粉末的形貌及显微组织
3.1.1　ＦＧＨ96粉末的表面形貌
粉末良好的工艺性能要有较好的粉末外观形貌作为保证。
图2是粉末的外观形貌电镜照片。

图2　粉末外观形貌×100(ａ)-150+188.1目;(ｂ)-254+300目;(ｃ)-300目图3　焊合粉末形貌(ａ)-150+188.1目×500;(ｂ)-71.6+101.6目×100

各级粉末均具有较好的球形度,表面光滑完整。也存在极少数的破碎粉末(图2ｃ中箭头所指)。粉末中也存在有焊合粉末,但数量很少,见图3。其中,(ａ)是软焊合的粉末,其形态特点是一些面积大,形态不规则的粘连物覆盖于球形颗粒表面。这种形态是由于未凝固的粉末碰撞而粘连。(ｂ)是硬焊合粉末,它是一些完全凝固或近似完全凝固的小尺寸粉末与近似全凝固的大粉末相碰撞,小颗粒或半嵌入大颗粒或是与大颗粒相连后共同凝固。
图4是粉末表面的枝晶结构。是比较典型的铸态树枝状枝晶组织和少量的胞状枝晶组织。

3.1.2　粉末内部组织
图5是粉末内部枝晶组织。可以看出粉末内部枝晶花样不是一种形式,最多的是树枝晶状组织,同时还有枝晶侧枝不发达的胞状组织,以一点为源呈放射状的组织(图5ｂ)。后两种枝晶花样的数目均很少。枝晶花样种类与颗粒尺寸无明显关系。图4与图5相比,粉末表面与心部的枝晶没有明显差别。
图4　粉末表面枝晶组织(ａ)-300目,×2000;(ｂ)-150+188.1目,×500
图5　粉末内部枝晶组织(ａ)-71.6+101.6目×400;(ｂ)-188.1+254目×500

3.1.3二次枝晶尺寸
由表2可知,粉末尺寸愈大,枝晶间距愈大,二次枝晶密度愈小。二次枝晶间距ｄ与颗粒直径Ｄ之间的关系见图6,符合式ｄ=ａＤｂ关系。经回归分表2　二次枝晶间距和颗粒大小的关系颗粒尺寸二次枝晶间距-71.6+101.6目,平均179.5μｍ-150+188.1目,平均97.5μｍ-188.1+254目,平均72.5μｍ-254+300目,平均53μｍ-300目,平均<48μｍ2.081.761.471.421.38图6　二次枝晶间距与粉末粒度的关系析,得到ａ=0.39,ｂ=0.32,相关系数ｒ=0.98。

3.2　粉末中的夹杂物
利用水淘选法定量的测出ＦＧＨ96粉末中的夹杂个数。对500ｇ粉末进行淘选,共找到夹杂10个。
图7是粉末中夹杂的形貌和能谱分析结果。夹杂较为坚硬,不易破碎,形貌多种多样,一般是高Ｓｉ、高Ｃａ物质(图7ａ、ｂ)。一般认为,夹杂是在制粉所用母合金中就存在的。可能是由于母合金熔炼不纯净造成的[2]。母合金中的夹杂物在离心雾化制粉过程中直接进入粉末中。这种夹杂的数量很少。

4　结论
1)ＰＲＥＰＦＧＨ96粉末有良好的球形度,表面光滑完整,有少数粘连粉和不规则粉末。
2)ＰＲＥＰＦＧＨ96粉末基本上是树枝晶状组织,内外组织无差别。粒度与枝晶尺寸存在对数关系。