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。     

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。     

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.      

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。     

C700R-1耐热合金700℃时效组织和性能演变

研究了新型汽轮机转子用C700R-1耐热合金700℃长期时效组织和性能的演变.研究表明：合金的主要析出相为 M23 C6、MC、γ′.C700R-1合金长期时效组织结构稳定,时效5000 h 晶界处 M23 C6碳化物平均宽度从190 nm增加至240 nm,呈不连续状态分布;时效5000 h球形γ′平均直径从22．0 nm粗化至49.8 nm,粗化速率缓慢.合金拉伸强度和硬度随时效时间延长先快速升高,后缓慢降低,并逐渐趋于稳定;理论计算 C700R-1合金中γ′临界尺寸为29.8 nm;长期时效后合金的冲击值在50 J 以上.     

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.     

GH648合金800℃长期时效后的组织稳定性

 研究了GH648合金在800 ℃×1 000 h下长期时效后的组织稳定性。结果表明：合金经800 ℃×100 0 h长期时效后,α Cr相的数量增加,尺寸长大,γ′相发生了聚集长大,合金中无有害相析出;合金的室温拉伸性能基本稳定,但高温拉伸强度和持久寿命下降;γ′相的聚集长大是致使长期时效后GH648合金高温拉伸强度和持久寿命下降的主要原因。     

热处理工艺对U720LI合金中γ''''相析出的影响

研究了连续冷却过程中的中断淬火和时效处理对于U720LI高温合金中γ'相析出规律的影响.结果表明,该合金自1175℃快冷(800℃/min)至室温时,组织中仍有非常细小的一次γ'相析出;而当合金自1175℃缓慢冷却(55℃/min)至1010℃以下温度再中断快冷至室温时,合金中会发生多次析出,形成不同尺寸的γ'相.对于快冷试样,时效后发现有更细小的γ'相析出,析出相的平均尺寸将减小;而对于先缓冷再中断快冷的试样,时效后没有明显的细小γ'相析出,析出相的平均尺寸将增大.     

固溶温度对改型Inconel 718合金组织和性能的影响

用X-射线衍射法(XRD)和扫描电镜(SEM)研究了960～1020℃固溶+720℃8 h炉冷至620℃8 h空冷(二次时效)处理的改型718合金的力学性能和组织。结果表明,随固溶温度的提高。合金室温和350℃强度降低,塑性和韧性显著提高。随固溶温度升高,合金中强化相η数量减少,1000℃时完全消失;强化相γ′+γ″随固溶温度升高而增加,达到1000℃时最多。固溶+二次时效后,大部分γ′尺寸为10～18 nm。     

时效处理对7075铝合金组织和性能的影响

对7075铝合金进行了单级时效处理和双级时效处理，表征了微观组织，测试了显微硬度。利用电化学工作站测试了腐蚀性能。实验结果表明：7075铝合金经120℃时效24h后，平均硬度为196HV；二级时效温度为160℃时，随时效时间的延长，硬度值基本呈现逐渐降低的趋势。7075铝合金经一级时效处理后，第二相析出产生时效硬化效果；在较高温度下进行二级时效，随保温时间的延长，时效析出相发生聚集、粗化和长大，降低了合金的硬度。随着二级时效时间的增长，合金的腐蚀电流先升高后降低，在二级时效16h、24h时合金的腐蚀电流最小，腐蚀性能最优。     

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.     

改型GH4133A合金长期时效的组织稳定性研究

采用显微组织观察和图像分析等方法,研究了改型GH4133A合金在650,700和750℃下长期时效过程中的组织变化.结果表明:在650℃和700℃下时效过程中,合金的组织变化规律一致,组织具有良好的稳定性.而在750℃时效时,500 h后开始出现η相.随时效时间增长,η相进一步析出、变长和粗化,由晶界向晶内生长;γ′相和M23C6数量增加;MC型碳化物则减少.     

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.     

时效温度对1460铝锂合金薄板力学性能与微观组织的影响

采用拉伸性能测试及透射电镜(TEM)分析手段研究了1460铝锂合金薄板在145和175℃时效时的力学性能和微观组织的演化。研究结果表明:相比于145℃时效,1460铝锂合金175℃时效响应速率明显加快。在120 h时效时间范围内,175℃时效时合金的延伸率、最高抗拉强度以及屈服强度与抗拉强度差均低于145℃时效时,特别是175℃近峰时效时合金屈服强度与抗拉强度差明显降低。1460铝锂合金145,175℃两个温度时效时的主要脱溶产物均为δ'相(Al_3Li),合金时效初期均快速析出均匀弥散分布的δ'相;175℃时效时δ'相的粗化速度明显高于145℃时效,导致其尺寸随时效时间延长显著粗化,密度明显降低。145℃时效时随时效时间延长,合金在析出δ'相后形成大量的G.P.区;时效后期G.P.区长大,没有T1相(Al_2CuLi)的析出。175℃时效过程中合金在析出δ'相后快速析出T1相;时效后期T1相数量明显减少而尺寸显著粗化。     

一种镍基单晶高温合金长期时效过程中的组织变化

对一种镍基单晶高温合金在900℃和1000℃长期时效过程中组织、硬度的变化以及γ'相的长大动力学进行了研究.试验结果表明在一定时间内γ'相的平均直径随时效时间的立方根呈线性增加,150小时后均有所偏离.900℃时效的整个过程中γ'相始终呈立方形分布,而1000℃时效150小时后逐渐连接,形成筏形.γ'相的长大激活能为290kJ/mol.长期时效过程中,在两个时效温度下硬度变化的规律基本一致,呈现先增后减的趋势,但在1000℃的后期,硬度又有所回升.合金在长期时效过程中,有少量的碳化物析出.     

固溶冷速对一种难变形镍基高温合金组织及性能的影响

研究了不同固溶冷速对一种难变形镍基高温合金组织及性能的影响,观察了合金的显微组织、冲击断口形貌、碳化物以及γ′相分布情况,并检测了其抗拉强度和持久寿命.结果表明：经过1 140℃固溶后,随着冷速的降低(风冷>空冷>控温慢冷),合金中析出的碳化物数量增多且尺寸增大,γ′相形貌发生变化且尺寸增大(170 nm→230 nm→680 nm),合金的抗拉强度和持久寿命显著降低(650℃+863 MPa, 169 h→91 h; 750℃+588 MPa, 130 h→94.3 h).在固溶后的冷却过程中冷速较慢,析出并长大的γ′相会与奥氏体基体的晶界有充分的时间发生交互作用.大角度的奥氏体晶界成为合金元素的快速扩展通道,使得晶界处γ′相的长大速度远大于晶内γ′相的长大速度,γ′相的形貌也从花瓣状长成条带状.综合分析,低冷速只能提升该合金的冲击吸收功和断后伸长率,而高冷速能大大提升合金的持久寿命.     

GH4199合金的组织稳定性

采用金相、TEM、相分析等实验手段对GH4199合金长期时效后的组织及其稳定性等进行了研究.结果表明,合金经长期时效处理后,γ'相在700～800℃的析出比较充分,800℃以后开始溶解.在长期时效过程中其长大规律符合Ostwald的成熟理论,同时在700～800℃长期时效有微量σ相析出,700～900℃长期时效以后有微量μ相析出.并且随时效温度的升高μ相的析出时间缩短.     

Al-Mg-Si-Mn合金时效性能及析出行为研究

采用透射电镜、差示扫描量热分析和硬度测试等方法,研究了Al-Mg-Si-Mn合金的时效性能及析出行为。结果表明,实验合金在170℃时效8h达到硬度峰值,并在一段时间内能保持较高硬度,57h后硬度开始迅速下降;主要强化相β″可长时间从基体中析出,当合金中大量析出β′相和B′相时,硬度明显降低。实验合金的析出相析出顺序为,过饱和固溶体→团簇→GP区→β″相→β′相+B′相→β相。     

长期时效对不同固溶处理喷射成形FGH100L合金组织中γ'相的影响

对喷射成形镍基高温合金FGH100L分别进行亚固溶和过固溶热处理,采用扫描电镜研究了长期时效对合金中γ′相尺寸和形貌的影响。结果表明:亚固溶热处理合金中有四种尺寸的γ′相,在长期时效过程中,一次、二次和大三次γ'相尺寸均有明显增长,小三次γ'相尺寸略有减小,四种γ'相长大规律均不符合Lifshitz,Slyozov和Wagner（LWS）粗化模型。一次γ'相、二次γ'相和大三次γ'相出现相似的分裂现象,二次γ'相在时效500 h后出现不稳定生长现象,合金中无拓扑密排（TCP）相析出。过固溶热处理合金中有三种尺寸的γ′相,在长期时效过程中,一次γ'相尺寸略有增长,二次γ'相和三次γ'相尺寸并没有明显变化,三种γ'相长大规律均不符合LSW粗化模型。一次γ'相和三次γ'相形貌基本不变,二次γ'相处于正在分裂状态,没有完全分裂,合金中无TCP相析出。过固溶热处理合金的γ'相尺寸和形貌变化比亚固溶热处理合金小,前者组织稳定性更高。