固溶温度对GH738合金环锻件组织性能的影响研究

针对GH738合金锻件室温拉伸屈服强度不合格问题,采用热处理试验分析方法,研究了固溶温度对GH738合金环锻件组织性能的影响。研究结果表明,在1 000℃~1 040℃,随着固溶温度逐渐升高,GH738环锻件室温拉伸屈服强度逐渐提高,其抗拉强度、延伸率和断面收缩率变化不大,提高固溶温度对GH738合金环锻件的晶粒度影响不大。     

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。     

热处理对GH901合金组织和硬度的影响

对GH901高温合金进行固溶处理和不同温度的时效处理后,进行了显微组织观察和硬度测试,分析了不同因素对合金硬度的影响规律。结果表明,对于GH901合金晶粒尺寸与硬度值之间的关系,H-P关系式并不适用;一次时效温度对合金硬度的影响较大。     

热处理工艺对GH4720Li合金组织演化的影响北大核心CSCD

研究了热处理工艺对GH4720Li合金微观组织演化的影响。结果表明：GH4720Li合金在1160℃以下固溶处理时,晶粒缓慢长大,硬度先升高再下降;合金在1160℃及以上温度固溶处理时,晶粒快速长大,硬度单调下降。合金在650-760℃时效处理时,硬度持续升高;合金在850-1050℃时效处理时,硬度先升高再下降;随着时效处理时间的增加,γ＇相的尺寸增大,并出现＂方形化＂的趋势。     

热处理工艺对GH4720Li合金组织演化的影响

研究了热处理工艺对GH4720Li合金微观组织演化的影响。结果表明:GH4720Li合金在1160℃以下固溶处理时,晶粒缓慢长大,硬度先升高再下降;合金在1160℃及以上温度固溶处理时,晶粒快速长大,硬度单调下降。合金在650~760℃时效处理时,硬度持续升高;合金在850~1050℃时效处理时,硬度先升高再下降;随着时效处理时间的增加,γ'相的尺寸增大,并出现"方形化"的趋势。     

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。     

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。     

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。     

固溶温度对高温合金GH3600微观组织与硬度的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪与硬度计等研究了固溶处理温度对镍基高温合金GH3600微观组织与硬度的影响。结果表明:随着固溶温度的升高,合金中的第二相逐渐溶解,基体相的晶粒尺寸快速长大,合金的硬度值呈下降趋势。固溶温度为1010 ℃时,合金获得均匀的晶粒组织,并形成孪晶结构,硬度值达到152.6 HV10。     

激光沉积修复GH536/GH738合金的组织及力学性能

采用GH536合金粉末对GH738合金损伤试样进行激光沉积修复试验研究,通过正交试验法优化工艺参数,得到较小熔深、无缺陷的修复试样;测试分析了修复试样的显微组织、室温拉伸性能及显微硬度。结果表明:合金修复区为外延生长的柱状晶组织,修复区边缘柱状晶取向较一致,修复区中心柱状晶出现一定角度转向;合金修复区枝晶干上主要为富含Mo、Cr的M6C碳化物,晶界处出现少量细小的M23C6碳化物。相比于基体,合金热影响区中γ′相数量减少并呈粗化趋势,MC碳化物发生分解。激光沉积修复试样室温抗拉强度为GH738锻件的66.5%,高于GH536锻件强度;断后伸长率分别低于GH738锻件及GH536锻件的;修复区域的显微硬度分别低于GH738基体的显微硬度,高于GH536锻件的显微硬度。     

新型铸&锻GH4096合金篦齿盘研制与考核

采用电渣重熔连续定向凝固+3D整体锻造+等温模锻的新型铸锻工艺制备了大尺寸GH4096合金篦齿盘锻件,研究了固溶后油冷和风冷2种冷却方式对锻件组织、性能及残余应力的影响。利用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜分析了锻件的显微组织,测试了锻件的力学性能,对锻件进行了水浸分区聚焦超声波检测,开展了零件加工和试验考核。结果表明,2种固溶冷却方式的锻件经时效处理后的晶粒尺寸均为5～20μm,一次γ'相尺寸范围均为0.3～4.5μm。相比于固溶油冷+时效处理,固溶风冷+时效处理锻件中的二次和三次γ'相更粗、二次γ'相的含量更少,屈服强度和蠕变性能较低,但内部残余应力和机加工变形量更小。GH4096合金篦齿盘锻件经超声波检测未发现超过Φ0.4 mm-15 dB的单显信号,杂波水平在Φ0.4 mm-21dB以下。固溶风冷+时效处理的全尺寸篦齿盘零件通过了超转试验考核和破裂转速试验考核,试验结果满足设计的需求。     

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。     

固溶处理对粉末冶金GH4099合金组织及性能的影响

通过等离子旋转电极雾化制粉和热等静压工艺制备了粉末冶金GH4099高温合金,并研究了固溶温度对该合金微观组织演变及室温、高温拉伸性能的影响规律。结果表明,粉末冶金GH4099合金微观组织均匀,晶粒尺寸接近原始粉末尺寸(~50 μm),并且无成分偏析。晶界处大尺寸的一次γ′相与碳化物交错分布,晶粒内部存在大量退火孪晶。随着固溶温度的升高,γ相晶粒逐渐长大,晶界处碳化物由断续状逐渐变为连续分布。当固溶温度为1140 ℃时,可获得与轧制件/锻件相当的室温及高温拉伸性能,但塑性较低,合金断口呈现出脆性解理断裂形貌,这主要与热处理过程中原始颗粒边界(PPB)处碳化物的析出有关。     

GH141高温合金矩形环件热处理工艺研究

GH141高温合金矩形环件的热处理一般经过退火、固溶和时效3个阶段,每个阶段都会对环件的微观组织产生重要影响。由于退火和固溶处理的温度较高,对环件的晶粒尺寸、碳化物含量等组织影响更为显著。因此,本文主要针对GH141高温合金矩形环件的退火和固溶热处理进行了试验研究。结果表明,经过1080℃退火处理,径轴双向辗轧成形的环件边角处的晶粒会发生一定程度的长大,而其它区域的晶粒尺寸基本不发生变化,退火时间对晶粒尺寸影响较小。1120℃固溶处理后,GH141合金环件晶粒尺寸明显增大。但是在本试验条件下,随着固溶时间的增加,晶粒尺寸基本不发生变化。     

GH4141高温合金固溶处理过程中的晶粒长大行为

研究了固溶温度和保温时间对GH4141合金晶粒长大的影响,并建立了合金的晶粒长大模型。结果表明,合金在固溶温度≤1080℃时,晶粒长大不明显;当温度≥1100℃时,晶粒显著长大。不同固溶温度下,晶粒尺寸均在保温时间≤60 min时迅速长大;当保温时间>60 min后,随着保温时间的延长,晶粒长大趋势逐渐趋于平缓。建立的GH4141合金的晶粒长大动力学模型可以较好地预测合金在固溶处理过程中的晶粒尺寸演变规律。     

Ti-Mo系钛合金β晶粒长大规律及晶粒尺寸对硬度的影响

对不同Mo含量β 单相区锻造的Ti-Mo系二元合金在相变点以上温度进行固溶处理,然后对不同固溶条件下合金的原始β 晶粒尺寸进行统计分析,并测试了若干不同晶粒尺寸下合金的硬度。合金的晶粒尺寸统计结果显示：原始β 晶粒尺寸不仅与固溶的温度和时间有关,也与合金中Mo元素的含量有关。晶粒尺寸与固溶时间呈指数关系;在固溶时间一定的条件下,晶粒尺寸随固溶温度的升高而增大,随合金中Mo含量的增加而显著减小, Ti-4Mo和Ti-20Mo合金在试验研究温度范围内β 晶粒长大激活能分别为83.30l和272.16 kJ/mol。从热力学和动力学角度对Ti-Mo合金晶粒生长规律进行分析。硬度分析结果表明,Ti-Mo合金的硬度随晶粒尺寸的减小而提高,并对影响机理进行了探讨     

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。