基于微束X射线荧光光谱的粉末冶金高温合金成分定量分布分析及应用

沈学静，李冬玲*，彭 涯，魏 民，赵 雷，王海舟2，

1. 钢研纳克检测技术股份有限公司，北京 100081 2. 金属材料表征北京市重点实验室，北京 100081 3. 钢铁研究总院，北京 100081 4. 北京科技大学，北京 100081

引 言

镍基粉末高温合金由于其优异的高温性能而广泛应用于燃气涡轮发动机。目前粉末冶金高温合金的制备流程一般分为合金粉末的制备和热等静压及热加工固结处理两个步骤[1-3]，近年来随着粉末冶金技术的发展，放电等离子体烧结(SPS)技术也开始应用于高温合金的制备[4-5]，该方法较热等静压固结技术具有升温速度快、烧结时间短和效率高等优点，可获得较细的晶粒尺寸，对于促进高温合金性能改进具有重要意义。为了改善材料性能，在合金粉末制备过程中，可将高纯金属粉末与合金粉末进行机械混合，再通过等静压或烧结过程实现合金化，产生相应的组织结构和性能变化。但这些复合合金粉末受机械混粉工艺的影响，会存在一定的不均匀分布，在粉末固结过程中也会不可避免地形成原始颗粒边界(PPBs)[6-7]，成为粉末冶金高温合金的一个重要组织缺陷，严重影响合金的性能。为了减少或消除原始粉末颗粒边界，需要研究颗粒界面反应和元素扩散过程，建立工艺、成分和组织分布的相关性，最终实现粉末冶金显微组织的控制和力学性能的改进。研究颗粒边界的元素扩散过程需要对大量的原始颗粒边界进行成分分布的表征，粉末冶金颗粒粒径通常几十微米，因此对成分分布表征技术的空间分辨率提出了更高的要求，发展具有高分辨率、跨尺度表征的成分分布表征技术对于促进粉末冶金技术的发展具有重要意义。……