磷和硼是高温合金中两种常见的微量元素它们被直接视为有害杂质和典型的晶界强化元素。在广泛使用的高温合金Inconel中，通常保持硼含量大约在0。%(质量分数，下同)，并控制磷含量低于0。%.然而，研究表明磷在-Iconel合金的持久和蠕变性能磷和硼之间存在有益的相互作用磷硼交互作用加强了磷的有益作用，有利于提高高温合金的性能可以有一定的意义。目的、P-B的相互作用机制及其与P-B的关系单独使用的磷和硼之间的关系仍不清楚。这项研究在℃测量了四种不同磷和硼含量的Inconel合金为了研究磷和硼复合添加的效果，探索其耐久性和蠕变性能探讨其可能的工作机制。
实验法
四种测试合金取自相同的工业Inconel母合金，并根据相同的工艺通过真空感应熔化成各10kg的锭。那1号合金保持母合金的磷和硼含量不变，2号合金加入金和磷，在3号合金中加入硼，在4号合金中同时加入磷和磷硼。熔炼后每种合金的组成列于表1中。在实验性锻造和轧制之后，合金经受经过以下热处理:在℃空气冷却1小时，在℃炉中冷却8小时冷(50℃/h)至℃，然后保持该温度8h进行空冷。坚持很久在60℃和mpa下，在℃和mpa下进行蠕变试验用扫描电镜对永久性断口进行了分析。
和持久蠕变性能表2列出了耐久寿命F、伸长率W和稳态蠕变速率x。与1号合金相比，2号合金的F值高度，x低值；反之，3号合金的f值较低，ε。高价值。这上面说明加0,02%磷添加到常规的Inconel合金中。和蠕变性能是有益的；在保持磷含量恒定的情况下接下来，硼从常规含量(约0。%)到0。01%分开。对性能有害。但是，如果同时增加磷和硼的含量，性能改善效果最好:在所有合金中，4号合金具有它具有最高的耐用寿命和最低的蠕变率。换句话说，复合加法添加磷和硼比单独添加磷或硼更好，它们对合金的复合效果更好非常有益。
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通过整理表2中的耐久寿命值，得到表3。其中，单磷硼的单一作用、单一作用和两者的联合作用分别等于单一作用。单独添加磷、单独添加硼以及同时添加磷和硼会引起保留。延长寿命。显然，磷和硼(+h)的复合作用是远的高于两者之和(+86h)，振幅更高。(h)显然不能归因于测试误差的影响。这表明，磷和硼的复杂作用不能单独用两者的线性叠加来估计米。换句话说，磷和硼的作用不是相互独立的，它们之间是相互作用的。从数字上看，复合作用等于两个独立的作用。相互作用和相互作用的总和，换句话说，相互作用等于复合。函数减去两个单一函数。根据根符号的性质和数值磷和硼之间的相互作用显然是有益的。按绝对值顺序，两个单一使用和交互作用的顺序为:磷硼交互作用磷的单一作用硼的单一作用。可以看出磷和硼化合物。大部分作用来自于它们之间的相互作用和复合相加磷和硼明显有益的主要原因是磷和硼之间的相互作用明显。
持久性骨折
对永久断口的宏观观察表明，所有试验合金都有裂纹震源位于地表附近。图1是试验合金永久断裂的裂纹源区域照片。只有3号合金的开裂方式是沿晶，1号，合金2和4的断口为混晶。粗略观察，这四种试验合金的沿晶开裂速率从高到低依次为:3号1号2号。第四名.也就是说，单独增加硼含量会促进沿晶开裂，并且单独添加磷可以改善持久裂化模式，而联合添加磷和硼可以改善持久裂化模式。有益的使用是最重要的。添加不同方法对持续性骨折的影响这与它对持久寿命和蠕变速率的影响规律基本一致(见表2)。
讨论
磷的有益利用与抑制晶界扩散有关。增加硼含量0.01%不利于Inconel合金的持久和蠕变性能。因为它更复杂。曹和肯尼迪[7]表明当磷含量较高时在低温下，Inconel合金的持久寿命首先随着硼含量的增加而增加。它先增大后减小，在硼含量为0左右达到持久寿命的峰值。01%价值。本研究中加入的硼含量接近这个峰值，但对寿命有负面影响。生命有害。原因可能在于中研究的合金的碳含量金额低(0。%~0.03%).因此，本研究中的合金是最硼含量应该低于0。01%(实际上，各种技术条件放Inconel合金的硼含量被限制在0以下。%).根据试验结果，推测本研究中合金的峰值持久寿命对应于硼含量可以在常规含量(约0。%)和常规含量的差异。0.01%.低于该含量，硼提高了耐久性；这高于首先，将硼含量增加到0。01%，比如会损害其耐久性能。
该实验表明，磷和硼之间存在显著的有益相互作用。添加磷和硼化合物可以获得最佳的性能改善效果。有研究证实磷和硼是各向同性的Inconel合金的晶界部分聚合。因此，磷和硼的相互作用必然与晶界有关。当研究铋双压电晶片的晶界运动时，提出用“原子的群体扩散机制”来解释不对称非晶边界异常高的迁移激活能。应用这种机制可以与合理解释磷和硼之间的有益相互作用。众所周知，蠕变是一个热激活过程，它受到位错攀移即原基扩散的影响控制。文献中的研究表明磷通过抑制晶界扩散而被改性。Inconel合金的持久和蠕变性能如果结合加入磷和硼，如果干磷和硼的分离原生动物可能与基质原生动物一起出现相互作用，在晶界形成团簇(不是化合物)。这种群体在永久或蠕变变形过程中，有必要协调运动(coopera-主动运动)可以进行晶界扩散。果、错位爬阻和随着晶界抗蠕变开裂能力的提高，合金的持久寿命显著提高。
结论(1)单独添加0.02%磷对Inconel合金的持久和蠕变性能明显有益,单独提高硼含量至0.01%略微有害,而复合添加0.02%磷和0.01%硼能够产生最佳的性能改善效果。(2)复合添加磷和硼对Inconel合金的有益作用高于单独添加磷和硼的单独作用之和,磷与硼之间存在显著有益的交互作用。其机制可能与磷、硼和基体原子的晶界集团扩散有关。
