GH99镍基合金长期时效后的组织和性能变化

GH99合金在800～950 ℃温度范围内时效100～1000h后,其析出相的种类与8h时效热处理的相同,为γ＇、M_(23)C_6、M_6C和TiC(含TiN)。γ’按照时间的立方根规律而长大,其长大激活能为243 kJ/mol.但800℃时效时间超过500h后,γ’尺寸却保持不变。GH99合金经上述温度长期时效后,室温塑性和持久寿命都有衰减现象,但800 ℃时效的衰减得较为轻微。     

GH80A合金长期时效的组织稳定性

研究了GH80A合金在700℃和850℃下最长至1000h时效过程中组织和性能的变化.发现GH80A合金在700℃长期时效过程中,晶内γ'和晶界M23C6颗粒缓慢长大,合金的硬度和持久寿命一直保持较高水平.与此相对照,在850℃长期时效过程中,γ'和M23C6均快速长大,合金的力学性能随之大幅度下降,呈现过时效状态.GH80A合金在700℃和850℃时效过程中γ'的长大属于扩散控制机制,遵从dγ=A+D1t1/3的规律;GH80A合金在700℃和850℃、1000h时效过程中无TCP有害相析出.     

时效处理对一种新型粉末高温合金组织和性能的影响

对一种新型粉末高温合金进行不同时效处理,观察析出相和显微组织,测试合金室温、高温(750、815℃)拉伸和高温(750℃/750 MPa、815℃/450 MPa)持久性能,分析不同时效处理对合金组织和性能的影响。结果表明:过高的二级时效温度导致γ′相发生Ostwald熟化,减弱了γ′相的强化效果,导致合金的室温、高温强度降低,持久寿命明显缩短。单纯的一级时效,导致二次γ′相未发生进一步长大,三次γ′相微量析出,合金的强度提高,高温塑性显著降低。试样经HT2制度热处理后,二次与三次γ′相匹配良好,γ′相尺寸适当,未发生熟化,强度略有降低,塑性明显提高,综合力学性能优异。     

长期时效温度对一种单晶高温合金组织和拉伸性能的影响

在定向凝固炉中采用螺旋选晶法制备了一种单晶高温合金试棒,标准热处理后分别在980 ℃,1 070 ℃,1 100 ℃和1 140 ℃长期时效处理500 h,研究了不同温度长期时效后合金的显微组织和1 100 ℃的拉伸性能.结果表明合金在不同温度长期时效后,γ′相发生粗化或筏排化.随着时效温度增加,γ′相粗化或筏排化程度增加,γ′相体积分数减少,γ相基体通道变宽.在980 ℃长期时效500 h后,无TCP相析出;1 070 ℃,1 100 ℃,1 140 ℃长期时效500 h后,有针状TCP相析出.随着长期时效温度增加,TCP相含量增加.随着时效温度升高,合金拉伸强度降低,拉伸延伸率先增加后在1 140 ℃时效时又降低.长期时效后γ′相粗化或筏排化、γ′相含量减少和TCP相析出是合金拉伸强度降低的主要原因.      

长期时效对GH4199合金组织和性能的影响

 采用金相和电镜微观组织观察、室温和高温拉伸试验、物理化学相分析等综合试验方法，对经600、700、800、900 ℃和100、200、500、1 000 h长期时效处理的GH4199合金进行测试和研究。结果表明，GH4199合金经长期时效后，其室温和高温力学性能仍保持在较高水平；合金的组织稳定性良好，析出相主要为γ′相和碳化物。据相分析结果可知，在700~900 ℃时效1 000 h左右，合金组织中存在极微量的脆性(TCP)相——μ相和σ相，它们对合金的力学性能基本无影响，组织中虽然存在微量TCP相，但合金的室温和高温塑性不发生“脆化”。     

固溶温度对GH742y合金组织及性能的影响

 研究了不同固溶温度对GH742y合金组织及性能的影响。结果表明：经1 140~1 180 ℃固溶处理后，GH742y合金中一次γ′相全部溶入基体，晶粒度明显长大到3~4级；采用(1 040±10)℃×4 h，AC+1 140 ℃×8 h，AC+850 ℃×6 h，AC+(780±10)℃×(10~16)h的热处理后，获得了均匀细小的γ′相，而且合金的综合性能最佳。     

长期时效过程中GH4586合金的微观组织演变机理

系统研究了航空涡轮盘GH4586A和GH4586B合金在700～800℃长期时效时,合金微观组织的演变过程.重点研究了时效过程中沉淀强化相与奥氏体基体的稳定性,尤其是拓扑密排相(TCP相)析出行为及其与时效温度和时效时间的关系.研究表明,长期时效过程中GH4586B合金未见TCP相析出,但γ相随时效时间的延长快速粗化,导致合金室温与高温强度显著衰减.GH4586A合金的γ相长大缓慢,从而保持了稳定的抗拉强度,但在750℃、2000h以上时效时出现了μ相析出在晶界与晶内M6C二次碳化物表面形核并以半共格形式向奥氏体基体内生长,致使合金的塑性有所下降.     

Al含量对镍基单晶高温合金组织 和持久性能的影响

采用选晶法在定向凝固炉中制备了5.6 % Al和6.0 % Al的2种单晶高温合金，保持其它合金元素含量相同，热处理后在1 040 ℃长期时效800 h，采用扫描电镜研究了Al含量对合金共晶含量、热处理组织、长期时效组织和持久性能的影响.结果表明，随着Al含量增加，合金铸态组织中的共晶含量稍有增加，热处理组织中枝晶干γ′相无明显变化，枝晶间的γ′相稍有增大.随着Al含量增加，合金时效组织中TCP相析出量增加，枝晶间γ′相筏排化倾向增加，合金的组织稳定性变差.随着Al含量增加，合金的持久寿命增加，延伸率和断面收缩率减小.      

GH169合金高温长期时效后的组织性能变化

对ＧＨ１６９合金进行了６００℃、１０００ｈ和６５０℃、６０００ｈ的长期时效。６００℃时效１０００ｈ后，合金的组织、性能未见明显变化；在６５０℃时效至６０００ｈ后，合金组织发生变化：γ″相粗化、大量γ″相转化成δ相、晶界两侧的γ″相贫化区加宽。同时合金的拉伸性能在６５０℃、１０００ｈ时效后也随着时效时间的延长而下降，其持久寿命下降更快。     

第四代粉末高温合金FGH4102长期时效过程中γ′相演变规律北大核心

本文研究了新型镍基粉末高温合金FGH4102在750~850℃长期时效过程中γ′相的演变行为。结果表明:合金长期时效过程中一次γ′相稳定性较好;三次γ′相主要存在于750℃及800℃,析出量达到饱和后随时效时间延长符合Ostwald熟化理论,之后逐渐溶解;二次γ′相在750℃及800℃时效过程中存在分裂导致的反粗化现象,850℃时效时二次γ′相随时效时间增加而持续长大;800℃及850℃时效后期,二次γ′相形态转变为沿<100>方向排列的方形;时效温度及时间对合金硬度的影响较大,时效后期硬度值的变化主要取决于二次γ′相尺寸的变化。     

三种热处理制度对GH648合金组织和性能的影响

 研究了A、B、C三种热处理制度对GH648合金组织和性能的影响。结果表明，与标准热处理制度A相比，经B、C制度处理后，GH648合金组织中的α Cr相析出量增加、尺寸长大；C制度对组织中γ′相的析出也有促进作用；另外，α Cr相的大量析出会导致GH648合金的冲击韧性变差。力学性能测试结果表明,C制度可使合金强度提高、塑性下降、冲击韧性急剧下降。     

时效对GH4090合金弹簧丝微观结构及力学性能的影响

为制备高强度耐高温的高温合金弹簧，以固溶冷拉的GH4090高温合金弹簧丝为母材，在550～750℃范围内进行了时效处理。研究了时效工艺对GH4090高温合金弹簧丝的微观组织结构的影响，分析了γ′强化相对其纯扭力学性能的影响。结果表明，当时效温度在650℃以下时，随着时效温度的升高，γ′相的含量增加，但尺寸变化不大，室温抗扭强度提升。当时效温度大于650℃时，γ′相明显粗化，体积分数降低，室温抗扭强度逐渐下降。另外，二阶时效处理可以获得更细化和更高体积分数的γ′相、从而表现出更高的抗扭强度与硬度。650℃×8 h(50℃/h速率冷却)+550℃×8 h (空冷)的二阶时效工艺可以合理有效地调控微观组织结构，使GH4090合金弹簧丝表现出优良的综合力学性能。室温抗扭强度达到1 373.4 MPa,并且在500℃的测试温度下保持较高抗扭强度。     

Ti对镍基高温合金时效组织中γ′的影响

本文通过马弗炉将热处理后的样品进行不同时间的长期时效处理,利用扫描电镜观察长期时效样品中的γ′形貌。结果表明,三种合金热处理后的组织均由γ相,γ′相,MC和M23C6型碳化物组成。三种合金经800℃/500 h后,γ′相仍呈立方态,900℃/500 h后,γ′相边缘开始圆化,并且随着时间的延长,圆化得越严重。时效过程中的γ′相长大遵循了LSW规律,时效时间和温度的增加都会促进γ′相长大,温度的增加更有利于γ′相长大。     

Re含量对单晶高温合金组织和拉伸性能的影响

为优化一种单晶高温合金中的Re含量,在真空定向凝固炉中制备了3%Re和5%Re的镍基单晶高温合金,热处理后分别在980 ℃长期时效400、800、2 000 h,测试合金热处理后1 100 ℃拉伸性能,采用JMatPro软件计算了合金相图,通过光学显微镜、扫描电镜和能谱仪研究Re含量对合金枝晶组织,热处理组织和980 ℃时效400、800、2 000 h的组织和1 100 ℃拉伸性能的影响。结果表明,随着单晶高温合金中Re含量增加,一次枝晶间距轻微减小,共晶的体积分数升高;γ′相尺寸下降,立方化程度增加;不同Re含量合金时效800 h后无TCP相析出,时效2 000 h后有TCP相析出,随着Re含量增加,TCP相析出量增加。合金组织稳定性随着Re含量增加而降低。随着Re含量增加,合金的高温拉伸性能显著提高。      

长期时效对GH698合金组织和力学性能的影响

研究了GH698合金在650℃时效1000h后组织和性能的变化.结果表明650℃长期时效1000h后合金组织稳定,拉伸性能基本稳定,冲击性能有所下降,但仍高于标准要求;650℃/618MPa光滑持久寿命在1000h长期时效后基本上没有变化,延伸率和断面收缩率稍有下降.     

时效温度对高钛GH2132合金性能影响的研究

在本研究范围内工业生产炉号的统计数据表明,当Ti＞2.21%时,GH2132合金经980℃×1 h,油冷+720℃×16h,空冷热处理后,往往出现650℃高温拉伸性能不合格的情况.高温塑性ψ不合格的原因是由于这种高Ti合金在720℃时效时析出的γ'-相[Ni3(Ti,Al)]过多过密,阻碍高温拉伸时晶体滑移和晶粒转动变形所致;720℃时效时高温塑性δ不合格的原因,是在720℃时效时,由于析出了η-相、G-相,消耗了较多的Ti,使γ'-相相对减少,晶界G-相周围γ'-相贫化区的出现,使晶粒易于转动,采取更利于晶内滑移的姿态,同时,在一定应力下试样工作区长度方向上参与变形(拉长)的晶粒数减少,使伸长率减小所致;720℃时效时,个别炉号持久寿命不合格的原因,是由于Ti、Si等元素偏析,导致晶界G-相析出较多,引起其周围γ'-相严重贫化,削弱了晶界,致使合金过早发生断裂所致.当把时效温度降低到700℃后,性能全部合格,是由于在该时效温度下析出的γ'-相和η-、G-等有害相数量减少的缘故.     

固溶与时效温度对新型粉末高温合金组织和性能的影响北大核心

采用JMatPro、光学显微镜(OM)、场发射扫描电镜(FEG-SEM)、电子探针(EPMA)和透射电镜(TEM)研究了固溶与时效温度对新型粉末高温合金NPM01显微组织的影响,分析了合金组织和性能的关系。结果表明:NPM01合金经1160~1190℃亚固溶+740~920℃两级时效热处理后,合金中有热等静压过程中未溶解的大尺寸一次γ′相,导致二次γ′相析出数量减少,减弱了γ′相的强化作用;经1190~1220℃过固溶+740~920℃两级时效热处理后,二次γ′相长大至240 nm,沿<100>晶向的棱边中心向内凹陷,出现分裂的现象,三次γ′相粗化至70 nm;经1190~1220℃过固溶+740~890℃两级时效热处理后,二次与三次γ′相体积分数之和达到56%,二次γ′相形态稳定,排列整齐,显著增加了γ′相的强化效果,提高了合金高温强度,750℃/750 MPa条件下持久寿命达到437 h,综合力学性能最佳。     

时效热处理温度对GH99镍基合金的γ′行为和力学性能的影响

本文根据GH99镍基合金γ′的数量、尺寸、组成和错配度,以及合金的硬度和屈服强度等随时效温度变化的规律,指出该合金的时效峰为800℃,低于和高于800℃分别为欠时效和过时效。又根据时效温度与持久性能的关系,指出使用温度低于800℃时,该合金可进行800℃×8h 的时效热处理,若使用温度高于800℃,则无须进行时效热处理,只进行固溶处理即可。     

固溶与时效温度对新型粉末高温合金组织和性能的影响

采用JMatPro、光学显微镜(OM)、场发射扫描电镜(FEG-SEM)、电子探针(EPMA)和透射电镜(TEM)研究了固溶与时效温度对新型粉末高温合金NPM01显微组织的影响,分析了合金组织和性能的关系。结果表明:NPM01合金经1 160～1 190℃亚固溶+740～920℃两级时效热处理后,合金中有热等静压过程中未溶解的大尺寸一次γ′相,导致二次γ′相析出数量减少,减弱了γ′相的强化作用;经1 190～1 220℃过固溶+740～920℃两级时效热处理后,二次γ′相长大至240 nm,沿100晶向的棱边中心向内凹陷,出现分裂的现象,三次γ′相粗化至70 nm;经1 190～1 220℃过固溶+740～890℃两级时效热处理后,二次与三次γ′相体积分数之和达到56%,二次γ′相形态稳定,排列整齐,显著增加了γ′相的强化效果,提高了合金高温强度,750℃/750 MPa条件下持久寿命达到437 h,综合力学性能最佳。     

长期时效对GH4708合金组织和力学性能的影响

研究了GH4708合金在650℃、800℃分别经过100 h、500 h、1 000 h长期时效处理后组织和力学性能的变化规律.结果表明:经过650℃长期时效后,合金在室温和800℃下的强度略有升高,塑性略有下降;经过800℃长期时效后,随着时效时间的延长,合金在室温和800℃下的强度、塑性基本没有变化.因此,GH4708合金在650℃、800℃下组织和力学性能基本稳定.