GH4169合金“等温锻造+直接时效”工艺探讨

采用激光选区熔化技术制备GH4169合金,研究不同固溶温度+双时效热处理对沉积态GH4169合金显微组织、室温拉伸性能及高温持久性能的影响,利用光学显微镜、拉伸试验机对GH4169合金的显微组织、室温拉伸性能和高温持久性能进行检测分析。结果表明：固溶温度为1130、1200 ℃,GH4169沉积态晶界处分别发生碳化物析出和溶解;提高固溶温度可降低横、纵2个打印方向的性能差异;当固溶温度为1130 ℃时,碳化物的析出起到强化作用,GH4169沉积态的室温拉伸性能、高温持久性能达到锻件水平。     

热处理工艺对GH4169高温合金锻件组织与力学性能的影响

分析了固溶和时效热处理工艺对GH4169高温合金锻件组织和室温拉伸性能的影响.结果表明,锻件固溶加热时间过长或重复固溶将降低室温拉伸性能.锻件经正常时效后,强化相已充分析出,延长620℃保温时间还可补充析出少量强化相,使强度提高.δ相的形态和数量影响锻件的室温拉伸性能,尤其影响合金的屈服强度.固溶热处理加热过程对锻件组...     

热处理对GH4169合金显微组织和力学性能的影响(英文)

研究了4种热处理制度对GH4169合金显微组织、室温拉伸、650℃拉伸和持久性能的影响。结果表明:980℃固溶加两阶段时效处理,合金的室温和650℃拉伸的屈服强度和抗拉强度最高;960℃固溶加两阶段时效处理,合金的持久寿命最长。固溶处理调整y相的含量,主要强化相y"在720℃时效时析出,辅助强化相y'在620℃时效析出。     

Effect of Heat Treatment on Microstructure and Mechanical Properties of GH4169 Superalloy

研究了4种热处理制度对GH4169合金显微组织、室温拉伸、650℃拉伸和持久性能的影响。结果表明:980℃固溶加两阶段时效处理,合金的室温和650℃拉伸的屈服强度和抗拉强度最高;960℃固溶加两阶段时效处理,合金的持久寿命最长。固溶处理调整y相的含量,主要强化相y"在720℃时效时析出,辅助强化相y’在620℃时效析出。     

热处理对连续点式锻压激光快速成形GH4169合金组织与拉伸性能的影响

研究了热处理对连续点式锻压激光快速成形GH4169合金显微组织和拉伸性能的影响。结果表明,980STA热处理未能使连续点式锻压激光快速成形GH4169合金发生再结晶,合金的拉伸性能达不到锻件标准。经1020STA热处理后,合金发生完全再结晶,等轴晶晶粒尺寸分布均匀,平均晶粒尺寸约为12.8μm,Laves相未被完全固溶,合金的强度和塑性超过锻件标准。1050STA热处理合金的再结晶平均晶粒尺寸约为25.3μm,Laves相完全固溶消失,与1020STA热处理合金相比,合金的强度下降而塑性上升,强度和塑性超过锻件标准。经1080STA热处理后,合金再结晶晶粒尺寸分布不均匀程度明显增大,平均晶粒尺寸约为123.6μm,与1020STA和1050STA热处理合金相比,合金的强度和塑性都大幅度下降,仅与锻件标准相当。     

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。     

稳化处理时间对GH4706合金显微组织演化及力学性能的影响

在定量统计析出相含量变化规律的基础上,研究了稳化处理时间对GH4706合金显微组织演化及力学性能的影响机理。结果表明:稳化处理后GH4706合金的主要析出相为小尺寸γ'-γ'共析出相、大尺寸γ'相与η相。随稳化处理时间的延长,GH4706合金析出的η相由链状向胞状与针状演化,η相的析出长大逐渐消耗大尺寸γ'相,使得η相周围的析出相贫化区逐渐粗化。稳化处理1~3 h可改善GH4706合金的室温、高温强度与持久寿命,但牺牲冲击韧性。当稳化时间延长至5 h时,GH4706合金的高温强度、韧性与持久性能均出现劣化现象,因此GH4706大尺寸涡轮盘锻件不宜采用长时稳化处理。     

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+时效对GH4169合金交替腐蚀疲劳性能的影响

GH4169超级合金是一种用于制造航空发动机压气机叶片的重要金属材料。对GH4169合金固溶时效热处理后,分析该材料的组织、显微硬度、交替腐蚀疲劳和间歇疲劳等性能。结果表明:GH4169经固溶+时效处理后,从γ相中析出了大量γ'相、γ'相、δ相以及碳化物,其平均显微维氏硬度由287.9 HV增加到432.8 HV;随着腐蚀时间的增加,表面点蚀坑增多,促进了多疲劳源产生,交替腐蚀疲劳寿命逐渐降低;而在腐蚀和疲劳交替作用过程中,腐蚀液中的Cl、K离子渗入材料疲劳源附近区域,进一步降低了GH4169的腐蚀疲劳寿命。此外,间歇疲劳寿命大于交替腐蚀疲劳寿命。     

时效处理对GH4169合金显微组织及高温拉伸变形行为的影响

研究了在900 ℃超温服役的试验条件下,时效时间对GH4169合金的显微组织形貌、显微硬度和高温拉伸性能的影响。结果表明:随着时效时间的延长,δ相先由晶界呈短棒状析出,然后以长针状覆盖整个晶粒。时效初期晶粒有长大现象,随着δ相沿晶界的不断析出,晶粒长大现象消失。900 ℃时效处理使得GH4169合金强化相发生溶解与转化,致使合金显微硬度从44 HRC急剧降至13.6 HRC,但后续保温时间的延长对显微硬度影响较小。δ相的析出对合金的高温力学性能有显著影响,适量的析出提高了合金的抗拉强度和高温塑性,大量析出则导致合金抗拉强度变低,高温塑性变差;不同时效处理后的合金高温拉伸均为典型的弹性-均匀塑性变形,变形断裂机制皆为微孔聚集型断裂。     

GH4169D合金电子束焊接接头显微组织和持久断裂特征

采用金相显微镜和扫描电镜分析了GH4169D合金电子束焊接接头的显微组织,利用显微硬度计测试了母材、热影响区和焊缝的显微硬度,采用体式显微镜和扫描电镜研究了焊接接头持久断裂特征.结果表明,GH4169D 母材中的主要析出相为1～20 μm 长的片层状晶界η相、30～80 nm 的颗粒状γ'相和少量的碳氮化物.热影响区中...     

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 ℃。     

固溶冷却速度对GH4586合金组织及850℃拉伸性能的影响

采用不同的热处理制度,研究了固溶冷却速度对GH4586合金组织和850℃拉伸性能的影响.研究表明,固溶冷却速度快,抑制了γ＇相的析出,时效后γ＇相尺寸在最佳尺寸范围内,M23C6碳化物沿晶界连续析出,合金高温拉伸强度高塑性低;反之冷却速度慢,γ＇相在固溶过程中大量析出,导致时效后γ＇相尺寸过大,而碳化物呈颗粒状断续分布在晶界上,合金高温拉伸强度低,塑性高.固溶分段冷却可以使GH4586合金获得合适的显微组织及高温拉伸性能.     

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。     

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。     

固溶处理对挤压/等温锻复合工艺制备的GH710合金组织与性能的影响

采用光学显微镜、场发射扫描电镜及化学相分析等方法,研究了采用铸锭挤压/等温锻复合工艺制备的GH710合金经不同固溶温度热处理后的显微组织特征、室温拉伸和高温持久性能。结果表明,固溶温度对合金次生MC型碳化物和γ′相的影响显著。随着固溶温度升高,合金的次生MC型碳化物溶解度增大,钉扎晶界作用减弱,晶粒尺寸增大,室温拉伸性能降低;同时,固溶温度升高,使合金一次γ′相减少,二次γ′相增加,增加位错的绕越路径,提高合金持久寿命。为使合金获得良好的室温拉伸和高温性能匹配,固溶温度应控制在1170～1180℃;在标准热处理制度下,合金的抗拉强度达到1332 MPa,伸长率达到11.7%,表现出优异的强度和塑性。     

元素Re对选区激光熔化GH4169合金组织与蠕变性能的影响

通过热处理、蠕变性能测试和组织形貌观察,研究了稀有元素Re对GH4169合金微观组织及蠕变性能的影响。结果表明:元素Re的添加对γ'相筏状组织起到细化作用,可促使δ相沿晶界析出抑制晶界滑移,可提高合金显微硬度。经过固溶和时效处理后合金组织细化明显,短针状δ相和长条状MC型碳化物减少。在蠕变期间,δ相的数量会影响合金的断裂方式。元素Re的添加可提高合金的高温蠕变性能。     

热处理对高Ti/Al比高温合金组织和性能的影响

研究了热处理制度对一种Fe-25Ni-12Cr基高Ti/Al比变形高温合金晶界析出和力学性能的影响。结果表明,直接时效热处理条件下,热加工应力不能得到有效消除,合金的变形带密集,晶界能量较高,促进η相沿晶界析出和生长;η相两侧存在细γ’相析出薄层,该薄层可有效抑制持久晶界裂纹的萌生和扩展,显著提高持久寿命,降低拉伸屈服强度。1000℃固溶+时效处理可有效消除加工应力及变形带,降低η相的晶界形核率,并促进η相魏氏体生长,有助于提高拉伸强度,但降低持久寿命。     

GH4169合金的高温变形行为

通过高温拉伸实验对GH4169合金的加工硬化特性进行了研究,采用扫描电镜观察其断口处的组织形貌,分析了δ相对GH4169合金塑性变形的影响。结果表明,GH4169合金加工硬化规律基本遵循Hollomon公式;合金在不同热处理制度(固溶处理、时效2 h、时效5 h、时效32 h)下的应变硬化指数n分别为0.274、0.391、0.423和0.468;δ相的析出提高了合金的抗拉强度和屈服极限,而塑性表现为先上升后下降。     

热处理工艺对激光熔化沉积制造JBK-75合金组织及性能的影响

采用激光熔化沉积技术制备JBK-75合金,选取750℃直接时效和1180℃高温固溶+750℃时效两种不同热处理工艺路线,分析了其沉积态的显微结构,对比两种不同热处理态的组织和力学性能。结果表明,沉积态JBK-75合金组织表现为各向异性,存在柱状晶、胞状组织和Ti元素偏聚。直接时效处理JBK-75合金打印组织未发生溶解,打印组织对强化相(γ′相)的析出行为几乎没有影响,但是Ti元素的偏聚促进了晶界有害相(η相)的生成。高温固溶+时效处理JBK-75合金打印组织消失,获得细小均匀的γ晶粒且在晶界未发现η相。高温固溶+时效处理激光熔化沉积JBK-75合金表现出最佳的强塑性配比,抗拉强度为1055 MPa、屈服强度为679 MPa、断后伸长率为29%,达到锻件JBK-75合金热处理态力学性能水平。