一、单晶高温合金母合金各个检测项目的具体要求

1.合金锭的尺寸

单晶高温合金的制备过程中，需要先制备出合金锭，再将其切割成试样进行后续处理。因此，合金锭的尺寸直接影响到后续试样的制备和性能测试。在高温合金的铸造中，由于没有采用电渣或自耗冶炼，所以合金锭尺寸过大会导致凝固偏析加剧，过小又容易导致缺陷的产生，都会影响合金的质量。实际制备中，母合金的公称直径通常规定在70mm～90mm之间，公称长度应不小于300mm。

2.化学成分

单晶高温合金母合金的化学成分对其性能表现起着至关重要的作用。其中，γʹ沉淀相强化元素 Al、 Ti、 Ta 等元素的含量显著影响合金的性能。为了使合金具有较高的力学性能，需要对这些元素的含量进行规定。此外，合金中的固溶强化元素主要是保证基体有较高的强度，同时还要保证不析出有害的TCP相，因此也需要规定其范围。微量元素 C、 B 等在高温合金中使用最广泛的微合金化元素，这些元素可以起到强化晶界的作用，从而有利于提升合金的持久性能和蠕变性能。但是过量添加会显著降低单晶高温合金的初熔温度，有可能会导致单晶高温合金在热处理或服役过程中发生初熔，从而影响合金长期服役安全性。另外，杂质元素会显著影响高温合金的力学性能，所以该项目检测时，不仅要求对高温合金中杂质元素种类及含量进行了控制，还有对杂质元素的总量进行了控制，以有效降低杂质元素的含量。

3.力学性能

单晶高温合金的母合金力学性能主要通过单晶试棒进行测试。在测试前需要先制备成单晶试棒，并按照相关标准对其尺寸进行规定，如试样主应力轴的偏离角度不超过 15°。同时，热处理是调整高温合金中γʹ沉淀相尺寸与体积分数的重要手段。通过对热处理制度的规定，可以使合金更好地发挥力学性能的优势并提高合金的强度和韧性。高温合金中包含多种力学性能，如抗拉强度、屈服强度、断裂韧性、疲劳寿命和蠕变性能等，为了在保证合金制备质量的同时降低测试成本，通常会选择有代表性的力学性能进行测试，以反映合金的力学性能。

4.浮渣试验

浮渣试验是针对合金中夹杂这一影响因素进行的检测项目之一。夹杂是影响高温合金力学性能和整体质量的重要因素之一，需要对其浮渣进行检验，以保证制备的单晶铸件不会出现缺陷。

5.电子空位数

单晶高温合金的组织稳定性也是关键的指标之一，其中电子空位数计算是衡量单晶高温合金组织稳定性的指标之一。由于合金成分有上下限的范围，即使在成分线范围内，也有可能形成有害相。因此，需要对电子空位数进行计算，并根据GB/T 31309镍基高温合金电子空位数计算方法或供需双方协商确定的方法进行计算。

6.表面质量

单晶高温合金后续将制备为单晶铸件，其的服役温度非常高且耐久性要求极高。因此，合金表面及内部的质量会显著影响单晶铸件的性能。实际制备中，需要100%去除氧化皮，呈金属光泽。表面不允许有夹渣和非金属夹杂、外来金属和陶瓷夹杂以及大铸瘤。考虑到民用低成本的需求，二次最大缩孔直径需要由供需双方商定。