《表3 不同区域的元素平均含量和统计偏析度》

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《火花源原位统计分析技术对涡轮盘的成分分布分析》

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将涡轮盘纵剖面用铣床加工出光洁的表面，并用无水乙醇将表面的油污和灰尘清除干净，按照1.2所述的仪器参数，采用OPA-200对样品进行面扫描分析，并根据已经绘制的校准曲线，将每个火花放电原始位置处的各元素光谱强度转化为含量，从轮毂（左侧）至轮缘（右侧）的各元素含量二维分布图和线分布图如图5所示。结果表明，由于涡轮盘不同部位冷却方式的差异，导致轮毂和轮缘上某些元素分布的差异，其中轮缘处Ti和Nb等碳化物形成元素以及Al和Cr元素存在一定的偏析，含量有所升高，而Co，W和Mo则在剖面中部分布较不均匀。将整个扫描区域沿径向（X方向）分割成三个区域，从左至右，0~48mm区域为靠近盘心区域，48~106mm为涡轮盘中部区域，106~164mm为涡轮盘边缘区域，分别考察各个区域的各元素的平均含量和统计偏析度，其中统计偏析度是根据金属原位通则国家标准GB/T24213—2009中的公式计算得到。在样品扫描范围内，以数理统计方法对特定元素的含量分布进行解析，求得该元素95%置信度下，以含量中位值为中心的含量置信区间为[c1，c2]的统计偏析度S，其计算公式见式（1），统计偏析度数值越大，偏析越严重，无偏析时，统计偏析度为0。样品各元素统计值见表3所示。可以看出，经过新的铸&锻工艺生产的变形FGH96涡轮盘的统计偏析度都比较低，除了含量较低的Nb元素外，绝大部分元素的统计偏析度都小于5%，但局部的偏析情况仍然存在，如涡轮盘边缘Ti和Nb的偏析度变大，含量也有所增高，而W，Mo和Co则在轮中部分布较不均匀，采用扫描电镜结合能谱分析的方法对涡轮盘三个区域进行了其组织结构和析出相的观察，发现在涡轮盘的边缘区域晶粒组织有所长大，而且出现了较多量大颗粒的Ti，Nb的碳化物，由此导致了涡轮盘边缘Ti，Nb含量的增高和偏析度的增加。盘缘的碳化物的形貌和成分如图6所示。