基于微束X射线荧光光谱的新型铸&锻GH4096合金涡轮盘成分分布解析

彭 涯，李冬玲，万卫浩，周晴晴，蔡文毅，李福林，刘庆斌，王海舟

1.钢铁研究总院，北京 100081 2.钢研纳克检测技术股份有限公司，北京 100081 3.金属材料表征北京市重点实验室，北京 100081 4.北京科技大学，北京 100083

引 言

随着我国航空工业的不断发展，航空发动机推重比(推力/重力)也在逐步提高，对于发动机涡轮盘的选材、制备工艺、材料性能也提出了更加苛刻的要求[1]。采用电渣重熔连续定向凝固(ESR-CDS)和3D整体锻造、模锻相结合的工艺路线，制备的铸&锻GH4096高温合金涡轮盘具有高纯净、高使用温度、高强度、低裂纹扩展速率、高抗疲劳性能等优异性能，满足航空发动机的使用要求，保证航空发动机的安全可靠性[2-3]。由于材料合金化程度更高、涡轮盘尺寸大，制备工艺复杂，不同位置区域在热处理或变形过程中存在着温度场或应变不均匀等问题，可能会产生显微成分偏析和显微组织的不均匀性，造成涡轮盘从轮毂到轮缘、上表面到下表面不同位置处性能的波动，对涡轮盘的服役性能带来一定程度的影响[4-5]。所以建立一种大尺寸新型铸&锻GH4096高温合金涡轮盘的高通量、跨尺度的成分分布分析方法，将有利于我们掌握涡轮盘不同区域各元素分布情况，为建立工艺、成分和组织分布的相关性和优化涡轮盘制备工艺流程提供了有效依据。

在现有成分分布定量表征研究中，电子探针显微分析技术、扫描电镜与能谱仪结合的方法都可得到材料微区的颗粒边界形貌以及成分分布，但由于可测量视场有限，所得结果无法代表大尺寸构件的成分分布[6-8]；……