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。     

GH4169、GH4169plus和GH4738高温合金组织稳定性

为了获得不同沉淀硬化相作用的高温合金在高温长期时效过程中的组织稳定性的对比规律,对3种应用最为广泛的高温合金GH4169、GH4169plus、GH4738经720℃时效后的显微组织和硬度变化进行了对比分析。结果表明,合金的组织稳定性与晶界相和弥散强化相有关,晶界碳化物较晶界δ相稳定,γ'相较γ″相有更好的稳定性,但同为γ'相,组织稳定性还与其和基体的错配度有关。对比3种合金,随时效时间的延长,GH4169plus合金的稳定性稍次于GH4738合金,但要优于GH4169合金。     

GH4169高温合金焊接接头的组织与性能

对GH4169镍基高温合金型材对焊接头的显微组织与力学性能进行了研究,分析了顶锻力对焊接接头组织的影响。结果表明,GH4169高温合金的焊接接头主要由焊缝区、完全再结晶区、不完全再结晶区和未再结晶区组成,各个区域硬度具有明显差异;焊接温度场与顶锻参数之间的配合决定了焊接接头的显微组织;无顶锻焊接由于塑性变形不足,裂纹易在组织粗大的热影响区内萌生与扩展,导致焊接接头力学性能恶化。     

高温合金GH4169管材挤压工艺及组织分析

对高温合金GH4169管材挤压成形进行了工艺研究，确定了GHll40管材挤压成形工艺参数，分析了GH4169管材挤压力能参数变化规律，分析了管材挤压对组织性能的影响。研究结果发现，GH4169管材挤压成形时必须严格控制坯料温度、模具预热温度、润滑方式、挤压速度、挤压比等工艺参数。     

GH710高温合金长期时效中的组织演变

研究标准热处理(1180℃×4 h/AC+ 1080℃×4 h/AC+845℃x24 h/AC+ 760℃×16 h/AC)后的难变形镍基高温合金GH710在650℃和870℃经0～3000 h长期时效后的组织演变.结果表明:650 ℃时效时,γ '相粗化不明显,晶界碳化物基本不变,合金组织稳定性良好;长期时效时,γ'相的粗化行为遵循扩散控制的L-S-W粗化机制,且时效温度越高,粗化速率越大;870℃时效时,一次γ'相急剧粗化,但时效2000 h后发生部分回溶,晶界碳化物聚合粗化现象严重,且硬度值也下降明显.     

变形对镍基高温合金GH4169长期时效过程的影响

对镍基高温合金GH4169进行长期时效实验,分析变形、温度和时间等因素对合金性能的影响,同时对不同状态下时效的合金进行微观分析对比.结果表明:适当的变形有利于抑制TCP相的析出,对提高合金性能有利,合金在40％变形后进行750℃保温50h时效,处理效果最佳,此时晶内析出颗粒尺寸适中及细小弥散分布的强化相γ',强化了材料的力学性能.     

高温合金GH4169铣削振动试验研究

研究了高温合金GH4169铣削加工过程中刀具的振动特性。通过铣削加工单因素试验,用加速度传感器对振动信号进行测量,研究其变化规律。对比同一组参数下振动与切削力之间的关系,研究结果表明:在x方向上的振幅总体比y方向的振幅小,振动幅度随着切削速度的逐渐增加呈现先减小后增大的变化趋势;随着进给速度的增大,振动幅度逐渐减小;随着轴向切深的增加,振动幅度逐渐增大;当切削速度v_c为40.09～206.49 m/min,进给速度v_f为80 mm/min、轴向切深a_p小于0.797 mm时,满足表面粗糙度Ra小于2.5μm的精度要求。研究结果为GH4169铣削参数的合理选择提供了参考依据。     

GH4169D高温合金锻件持久寿命的影响因素研究

对航空发动机GH4169D高温合金前置扩压器锻件的高温持久寿命和显微组织进行了评定,通过分析锻件本体和试环的力学性能与显微组织,研究了GH4169D高温合金锻件持久寿命的影响因素。结果表明,锻件的晶粒组织、热处理制度及析出相均为影响因素,且析出相η相的含量为主要影响因素,锻件中析出过多的η相会导致强化相γ′相析出不足,从而降低锻件的持久寿命。提高固溶热处理温度和固溶冷却速度,可在一定程度上抑制η相的析出,从而提高锻件的持久寿命。此外,锻造过程中应尽可能保证锻件晶粒组织均匀,避免出现混晶组织,否则也易导致锻件持久寿命不合格。     

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。     

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。     

GH4169合金锻件的混晶组织

用光学金相和X射线衍射分析方法对GH4169合金锻件产生混晶组织的原因进行了分析。结果表明,试验所用GH4169合金锻件出现混晶组织，是由于终最温度过低,每次变形程度又较小，因而动态再结晶不能充分进行引起的。上述原因形成的混晶组织可通过适当的再结晶热处理消除，再结晶处理温度以略低于δ相开始溶解温度为宜。     

冷轧对GH4169合金组织与性能的影响

采用X射线衍射技术及透射电子显微镜研究了冷轧变形道次及不同变形量对GH4169合金中金属间化合物γ″相和δ相的分布，形貌，数量及性能的影响，结果表明：随着变形程度的增加，析出相由晶内和和晶界析出逐渐转变到形变带及位错墙处析出，γ″相的尺寸逐渐减小，γ″、δ相的析出含量以及材料的强度逐渐增加，双道次冷轧变形提高了δ相的含量，但降低了γ″相的析出量和材料的强度。     

喷丸与振动光饰复合处理对GH4169高温合金疲劳性能的影响

对比研究了喷丸和喷丸与振动光饰复合处理对GH4169高温合金疲劳性能的影响,利用扫描电子显微镜、粗糙度仪、显微硬度计、X射线应力测试仪分析和测试了试样的表面形貌、表层组织、粗糙度、显微硬度、残余应力场,探讨了表面完整性与疲劳性能的内在联系及作用机制。结果表明:复合处理对GH4169高温合金疲劳性能的改善效果比单独喷丸强化处理更好;复合处理使GH4169高温合金的室温疲劳强度提高了21.6%;500℃预加热100 h处理使复合强化GH4169高温合金疲劳强度降低了6%,但仍较未喷丸处理状态提高了14.29%,即复合处理能够有效改善GH4169高温合金室温～500℃高温工况下的抗疲劳性能。     

不同疲劳热环境下GH4169高温合金形变行为研究

以镍基高温合金GH4169为对象,研究了600℃时不同取向的3种镍基单晶合金在不同低周疲劳下的循环变形行为,采用计算机软件对试验数据进行拟合分析。结果表明,3种取向[001]、[011]和[111]的镍基单晶合金,在不同总应变幅下的硬化曲线均在高总应变幅时表现为循环硬化,在低总应变幅时为循环稳定的特征;[001]取向的合金在0.6%总应变幅下的应力-应变为线性关系,显示出弹性变形的特点;在0.85%总应变幅下发生塑性变形;当总应变幅增加到1%时,可以观察到合金中位错缠结,且位错密度明显增大。     

等温锻用GH4169合金的组织性能研究

采用室温拉伸、高温拉伸和高温持久的方法,对变形GH4169合金进行了力学性能测试、金相组织研究和断口形貌分析.得出结论:随着温度的升高,GH4169合金的晶粒内碳化物、δ相和夹杂都有增多的现象,到750℃后,针状碳化物稍微变粗,并有聚集成团的趋势;抗拉强度δb和屈服强度δo.2随着温度的升高而下降;延伸率δ和断口收缩率δ随着温度的升高先是下降,到750℃后急剧上升.变形GH4169合金在中温下具有较高强度,较好塑性.在800℃以下可作为等温锻造模具材料.     

GH4169高温合金的超塑性变形研究

GH4169合金经过热变形及热处理后,采用最大m值法进行高温拉伸实验,研究形变热处理效果及其超塑性行为.结果表明,热变形后的高温合金经δ相析出热处理后能析出大量细小弥散的δ相,再结晶退火后得到均匀细小的组织.在相同的变形条件下,与传统的恒应变速率拉伸相比,最大m值法拉伸可以得到更高的伸长率.     

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...     

GH4169合金热变形微观组织演变模型

基于等效位错密度建立GH4169高温合金的本构方程及微观组织演变模型,通过遗传算法结合热模拟压缩实验结果对模型参数进行求解;对有限元模拟软件DEFORM-3D进行二次开发,模拟工件的镦粗成形,得到了工件平均晶粒尺寸和再结晶百分数的分布情况,并与实验结果进行了对比分析。结果表明,二次开发的软件对微观组织演变的模拟结果与实验结果的平均误差在10%左右,验证了GH4169合金本构方程和微观组织演变模型的准确性,以及对软件二次开发的可行性。     

近等温加工参数对GH4169合金晶粒度及显微组织的影响

探讨了近等温加工参数（变形温度、应变速率和变形量）对GH4169高温合金晶粒度及显微组织的影响。试验结果表明,在较小变形量和较低的应变速率下,该合金的晶粒尺寸随温度升高而变大;在1060℃和10^-2s^-1的应变速率下,晶粒尺寸随着变形量的增大而变大;在1020℃大变形条件下,应变速率高或低时,均能细化晶粒,而应变速率中等（10^-2s^-1）时,不能细化晶粒。其原因可能与动态回复和相邻晶粒的晶界由大角度转向小角度有关。     

GH4169合金表面氧化色变化行为研究

针对不同温度和时间加热后的GH4169合金试样表面氧化色变化行为进行分析,对试样表面氧化色图片的采集、描述方法进行探讨,并对试样硬度随加热时间的变化进行了研究。结果表明：400～850℃加热后的GH4169合金试样表面均有金属光泽,颜色变化较丰富且与加热温度和时间之间具有一定的对应关系;900～1200℃加热后的试样表面颜色差别不大,均无金属光泽并呈灰黑色;在加热时间相同的情况下,400～800℃加热后的试样硬度值差别不大,850～1200℃加热后,随加热温度的升高试样的硬度值下降较明显;根据试样实际情况,结合试样表面颜色、状态及硬度值的变化可以为判断其经历的温度环境提供可靠的判据,在试样表面具有金属光泽且硬度值差别不大时主要以表面颜色和状态为依据,试样表面无金属光泽且呈灰黑色时则以硬度值为主要判据;此外,采用规范的图片采集过程,利用设计印刷标准色谱对表面氧化色的定量分析和UV加膜印刷技术能够较好地描述合金表面颜色的变化及存在的微小差异。