固溶处理对GH4169合金晶粒长大和硬度的影响

研究了GH4169合金在不同固溶温度和保温时间下进行固溶处理时晶粒长大的规律和其对硬度的影响。结果表明:该合金的δ相溶解温度在980～1000 ℃之间,不同固溶处理条件下GH4169合金的晶粒长大具有不同特点,在低于δ相溶解温度热处理时晶粒长大缓慢,当热处理温度高于δ相溶解温度时,晶粒尺寸随热处理温度的升高而快速长大;建立了GH4169合金在1000 ℃以上热处理过程中的晶粒长大动力学模型,晶粒长大的激活能为285.013 kJ/mol;GH4169合金的硬度随固溶温度的升高和保温时间的延长而降低,且合金的晶粒尺寸和硬度值遵循Hall-Petch关系。     

固溶对GH4169合金晶粒尺寸与力学性能的影响

探索了固溶温度与时间对GH4169合金晶粒长大行为的影响,测试了不同固溶温度下合金的拉伸及冲击性能。结果表明:GH4169合金在低于1020℃固溶,残留δ相阻碍晶粒长大,固溶保温时间越短,晶粒不均匀因子增加越明显。当固溶温度高于1020℃,δ相充分溶解,不同保温时间下的晶粒不均匀因子都显著降低。随晶粒尺寸的增加,GH4269合金拉伸性能降低,但冲击韧性随固溶温度增加而增加。这主要是晶界上δ相的回溶,避免了裂纹沿晶界扩展。     

GH4169合金晶界δ相析出的动力学分析

通过对固溶态及变形态GH4169合金进行时效处理,采用SEM技术研究Nb元素含量、晶界曲率对合金中δ相体积分数及尺寸的影响,讨论了δ相在弯曲界面析出的动力学规律。结果表明:GH4169合金中δ相析出的体积分数随Nb元素含量的增加而增加,δ相析出的峰值温度为920℃且受Nb元素含量的影响较小。随试样平均晶粒尺寸的减小,δ相的形核率和体积分数增加,δ相尺寸减小。小角度晶界可有效促进δ相在晶粒内部析出。随晶界曲率半径的减小,δ相形核的临界势垒和临界半径减小,晶界δ相的形核率增加。在晶界析出δ相分别呈长针状、锯齿状及鱼尾状分布。     

不同热处理的热连轧GH4169合金组织及抗蠕变性能研究

研究了3种不同热处理工艺下热连轧GH4169合金的组织与抗蠕变性能。结果表明,3种不同的热处理工艺对晶粒大小有一定的影响,DA态热连轧GH4169合金的组织最细小,HST态合金晶粒尺寸比ST态合金晶粒尺寸略大;δ相的含量随固溶处理时间的增加而增加,且主要在晶界处析出。在650℃/725MPa的实验条件下,DA态热连轧GH4169合金的抗蠕变性能最好,HST态合金抗蠕变性能最差。对3种不同热处理工艺的热连轧GH4169合金蠕变断裂试样的断口进行观察,其断裂方式主要表现为沿晶断裂。     

GH4169高温合金热变形力学性能研究

通过热模拟实验对GH4169高温合金热态变形过程中的力学性能进行研究,分析了初始晶粒尺寸、应变速率、变形温度等对GH4169合金热变形时峰值应力的影响。结果表明,该合金的峰值应力随应变速率的增大而增大,随变形温度的增大而减小。该合金的流动应力随初始晶粒尺寸的增大而增大,其原因是该合金在热变形过程中发生了动态再结晶。确定了基于初始晶粒尺寸的峰值应力与热变形参数之间的关系式,确定了GH4169合金的变形激活能。     

GH4169G合金锻件的显微组织

研究了GH4169G合金锻件典型部位的晶粒组织和δ相的析出特征.结果表明,锻件因受变形量与散热速率的影响,存在完全再结晶与不完全再结晶两种晶粒组织.变形量越大,散热速率越慢,再结晶越完全;δ相的析出数量与形貌在不同位置存在较大差异,随锻造温度降低与冷却速度增加δ相数量增多,尺寸增大.     

GH864合金显微组织与力学性能的关联性

通过对GH864合金进行不同的固溶处理及时效处理,研究合金中g￠相的含量变化规律及碳化物回溶析出规律,及其对合金晶粒度的影响和对拉伸性能、蠕变性能及裂纹扩展性能的影响。结果表明,相同热处理制度下,晶粒越均匀细小,强度越高;晶粒尺寸越大,裂纹扩展速率越低;在960~1080 ℃范围内,g￠相含量随固溶温度的升高而降低,经过时效处理后g￠相含量趋于一致,此过程冷却介质对g￠相含量影响不显著;g￠相和碳化物交互作用影响合金晶粒尺寸长大,在1020 ℃以下固溶处理,晶粒长大十分缓慢。此外,合金的晶粒度尺寸对蠕变性能影响显著,存在最佳晶粒度以使性能发挥最优。     

热连轧GH4169合金的晶粒长大行为

对热连轧(HCR)GH4169合金在固溶处理过程中晶粒长大行为进行系统研究。结果表明,该合金?相溶解温度在990～1000℃之间,δ相对晶粒长大有显著阻碍作用,在低于δ相溶解温度进行固溶处理时,析出的δ相使得晶粒长大缓慢;在高于δ相溶解温度以上时,晶粒随温度的升高快速长大。晶粒长大动力学表明:在高于δ相固溶线温度以上进行固溶处理时,晶粒生长指数随着固溶温度的升高而增加;固溶处理温度为1000和1050℃时的晶粒长大激活能为223.849kJ/mol,晶粒长大机制为自扩散过程控制机制,并建立了相应的晶粒长大动力学方程。     

C含量对GH4169合金显微组织及力学性能的影响

为了研究C元素含量对GH4169合金显微组织及力学性能的影响,采用真空感应熔炼、均匀化热处理、锻造和固溶处理得到C含量分别为0.025%、0.044%和0.072%的三种GH4169合金,通过热力学计算和差示扫描量热法研究了不同C含量GH4169合金的平衡相析出行为,并结合显微组织观察、X射线衍射相分析和室温拉伸试验,分析了C含量对GH4169合金显微组织、室温拉伸性能和加工硬化指数的影响。结果表明：C含量的增加会促进GH4169合金中MC和M23C6碳化物的析出,富Nb的MC碳化物含量随C含量的增加呈线性趋势增加。C含量的增加会抑制δ相的析出,对γ′相的析出无显著影响。随C含量的增加,固溶态GH4169合金的晶粒得到细化,室温强度升高,断后伸长率降低,加工硬化指数降低,均匀塑性变形能力降低。MC碳化物及其引起的微孔是导致合金室温拉伸断裂的主要原因。     

热处理对GH4169合金组织及硬度的影响

研究了不同固溶和时效工艺对GH4169合金组织及硬度的影响。结果表明,固溶温度为900～1000℃时,GH4169合金的微观组织无明显变化,硬度随固溶温度的升高略有下降。1050℃以上固溶时,随着固溶温度的升高和固溶时间的增加,再结晶晶粒迅速长大,同时硬度也显著下降。1100℃固溶45 min后再结晶完成,硬度也基本不变。时效温度和时效时间对GH4169合金中的强化相析出有显著影响,表现为硬度的显著差异,720℃时效16 h后GH4169合金的硬度达到最高。     

固溶工艺对GH690合金组织和硬度的影响

研究了不同固溶温度和保温时间对GH690合金微观组织和性能的影响规律。结果表明:GH690合金的晶粒尺寸随固溶温度的升高或保温时间的延长而增大,当温度超过1100℃时,晶粒长大速度加快;合金中的碳化物随固溶温度升高或者保温时间延长溶解增多,当温度超过1150℃后,合金中的碳化物被全部溶解;合金的硬度随固溶温度升高或保温时间延长逐渐降低,保温时间对合金硬度的影响弱于固溶温度对合金硬度的影响。     

固溶工艺对GH690合金组织和硬度的影响

研究了不同固溶温度和保温时间对GH690合金微观组织和性能的影响规律。结果表明:GH690合金的晶粒尺寸随固溶温度的升高或保温时间的延长而增大,当温度超过1100℃时,晶粒长大速度加快;合金中的碳化物随固溶温度升高或者保温时间延长溶解增多,当温度超过1150℃后,合金中的碳化物被全部溶解;合金的硬度随固溶温度升高或保温时间延长逐渐降低,保温时间对合金硬度的影响弱于固溶温度对合金硬度的影响。     

固溶温度对激光立体成形GH4169高温合金组织和性能的影响

研究激光立体成形GH4169高温合金固溶处理后的组织,分析了固溶过程中合金元素的均匀化,并对材料显微硬度的变化做了讨论。结果表明,随固溶温度的升高,材料的晶界越来越清晰,经1000-1170 °C固溶处理1 h后材料发生再结晶,当固溶处理温度高于1100 °C,有大量孪晶出现,晶粒相比沉积态显著细化,晶粒尺寸约200 μm。合金元素的均匀化在1100 °C保温1 h后基本完成。显微硬度测试结果显示,材料的显微硬度值随固溶温度的升高而降低,在固溶温度低于1100 °C时减小趋势较快,高于1100 °C时减小趋势减缓。显微硬度的变化与材料中g ′和g "相及d相的形态和数量有关。1100 °C是激光立体成形GH4169合金比较合适的固溶处理温度下限。     

加热温度与保温时间对GH4169合金晶粒度的影响规律研究

采用光学显微镜和扫描电镜观察分析GH4169合金析出相和晶粒尺寸,研究不同加热温度和保温时间对GH4169合金晶粒度的影响规律及析出δ相的相关作用,为锻造和热处理工艺提供依据。     

不同热处理条件下GH4169合金组织性能研究

以GH4169合金为研究对象,通过金相显微镜和拉力试验,研究了不同热处理工艺下GH4169合金微观组织及力学性能变化规律。结果表明,不同的软化温度对合金晶粒尺寸没有显著影响,但对δ相的大小、数量影响较大,软化温度增加有利于合金软化和δ相充分溶解。     

固溶温度对GH4169合金锻件力学及焊接性能的影响

为了能同时满足某固溶态使用的GH4169合金航天锻件的力学和焊接性能的要求,研究了固溶温度对GH4169合金锻件硬度和拉伸性能的影响规律,并对相应固溶温度下锻件的同种和异种金属的焊接质量进行了表征分析。结果表明,固溶温度对合金的微观组织和力学性能均有显著影响,随着固溶温度的提高,晶界粗大相(主要为δ相)的回溶不断增加,合金的硬度及强度指标显著下降,伸长率显著提高。对经不同温度固溶处理的GH4169合金进行同种金属和异种金属(920 ℃固溶处理GH4169合金和固溶态0Cr18Ni9不锈钢)的焊接试验,其焊缝宏观、微观、X光检测均能满足使用要求,结合力学和焊接质量最终确定固溶态使用的GH4169合金锻件的最佳固溶温度为900~940 ℃。     

固溶-时效对TC18钛合金显微组织与性能的影响

采用五因素四水平正交试验,研究固溶-时效中固溶温度和时间、固溶冷却方式、时效温度和时间对TC18钛合金显微组织及抗拉强度和伸长率等性能的影响。结果表明,抗拉强度的主要影响因素为固溶冷却方式与时效温度;伸长率的主要影响因素为固溶温度、固溶冷却方式及时效温度。降低固溶温度和延长时效时间均导致等轴α含量增加、尺寸增大,引起合金伸长率升高;降低固溶冷却速度使得等轴α含量增加、尺寸增大和细针α含量减少,合金伸长率上升、抗拉强度下降;降低时效温度导致细针α含量增加和等轴α含量降低、尺寸减小,合金抗拉强度大幅上升、伸长率小幅下降;时效时间对合金组织与性能的影响均较小。     

固溶处理对GH864合金裂纹扩展速率的影响

研究不同固溶处理后GH864合金650℃裂纹扩展速率的变化规律。结果表明:随晶粒尺寸和固溶温度增加,裂纹扩展速率呈先降低后增加的趋势。根据多组试验数据拟合得到GH864合金晶粒尺寸与裂纹扩展速率的关系式,预测GH864合金晶粒尺寸在100μm左右,抗裂纹扩展能力可能存在最佳值。同时得到GH864合金固溶温度与裂纹扩展速率的关系式。用不同固溶温度将裂纹扩展速率变化规律划分为5个区域,低于固溶温度1080℃裂纹扩展速率随固溶温度增加而降低,1080℃固溶处理后合金的裂纹扩展速率最低,高于固溶温度1080℃裂纹扩展速率随固溶温度增加而增加。精准控制固溶温度可得到合适的晶粒尺寸和较好抗裂纹扩展能力。     

固溶处理对低膨胀GH2909高温合金奥氏体晶粒长大的影响

为了分析固溶温度和时间对GH2909高温合金奥氏体晶粒长大的影响,获得GH2909合金奥氏体晶粒长大规律,对GH2909高温合金在不同固溶温度(1000~1080 ℃)和不同固溶时间(1~4 h)下进行固溶处理。对不同固溶处理工艺后的GH2909合金奥氏体晶粒平均尺寸进行测量,建立了GH2909合金固溶处理时奥氏体晶粒长大模型。结果表明,GH2909合金奥氏体晶粒随固溶温度和时间的增加而逐渐长大,组织中的Laves相逐渐回溶,且当固溶温度小于1020 ℃时,GH2909合金具有较好的抗奥氏体晶粒粗化能力,可以有效指导GH2909合金锻造过程中的晶粒度控制。     

GH4169合金δ相的溶解行为及对变形机制的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)技术和透射电镜(TEM)研究GH4169合金中δ相在高温变形条件下的演变规律,分析δ相的溶解过程及其动力学机制,探讨δ相对GH4169合金高温变形动态再结晶机制的影响。结果表明:随变形温度的升高或应变速率的降低δ相含量减少,动态再结晶晶粒尺雨和体积含量增大,δ相主要以弯曲、扭折和切断等方式来协调塑性变形,并在界面能降低的驱动力下由针状逐渐转变为短针状乃至球状;在高温变形条件下,δ相的溶解时间大大缩短,位错、空位和曲率对δ相的溶解起到重要作用,这主要与其对溶质原子扩散行为的影响有关,变形过程中产生的大量高密度位借及空位为溶质原子提供了众多高速率扩散通道,促进了δ相的溶解;δ相的存在改变了GH4169合金的动态再结晶机制,其动态再结晶机制主要有δ相诱发动态再结晶形核和非连续动态再结晶形核。