GH169合金在长期时效过程中的稳定性研究

本文研究了GH169合金在550、600、650、700℃时效至2000h的力学性能和组织结构变化。在550～600℃时效由于γ″+γ′相补充析出,使合金具有较高强度和良好的塑性,无缺口敏感性;650℃时效至1000h的性能和组织与550～600℃的相当,700℃时效组织就不稳定,且性能有所下降,仍然可以短时使用。应用金相和电子显微镜研究γ″→δ相转变规律,做出650～850℃温度范围内γ″→δ相转变的C曲线,为GH169合金长期使用提供了参考数据。     

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。     

长期时效对GH4199合金组织和性能的影响

 采用金相和电镜微观组织观察、室温和高温拉伸试验、物理化学相分析等综合试验方法，对经600、700、800、900 ℃和100、200、500、1 000 h长期时效处理的GH4199合金进行测试和研究。结果表明，GH4199合金经长期时效后，其室温和高温力学性能仍保持在较高水平；合金的组织稳定性良好，析出相主要为γ′相和碳化物。据相分析结果可知，在700~900 ℃时效1 000 h左右，合金组织中存在极微量的脆性(TCP)相——μ相和σ相，它们对合金的力学性能基本无影响，组织中虽然存在微量TCP相，但合金的室温和高温塑性不发生“脆化”。     

固溶-时效处理对GH2696合金的组织及硬度的影响

研究了时效硬化型GH2696合金在不同热处理工艺下的微观组织演变及硬化行为。结果表明,随着固溶温度提高,GH2696合金基体的过饱和度增加。经1100 ℃ 2 h固溶的GH2696合金γ′相在780 ℃ 16 h时效处理时析出,导致硬度显著提高。650 ℃ 16 h低温时效处理起到补充时效硬化的作用,其HBW硬度值为350。     

长期时效对GH4708合金组织和力学性能的影响

研究了GH4708合金在650℃、800℃分别经过100 h、500 h、1 000 h长期时效处理后组织和力学性能的变化规律.结果表明:经过650℃长期时效后,合金在室温和800℃下的强度略有升高,塑性略有下降;经过800℃长期时效后,随着时效时间的延长,合金在室温和800℃下的强度、塑性基本没有变化.因此,GH4708合金在650℃、800℃下组织和力学性能基本稳定.     

GH698合金的持久性能及组织

选用国产GH698合金棒材,在550℃、650℃、750℃下分别测试了100h、300h、500h、10000h的持久极限,并对组织的变化进行了研究.研究表明550℃、650℃持久试样的组织未发生变化,但750℃、300MPa持久试样中的大γ'相有粗化现象,这是高温应力长期时效的结果.由此确认GH698合金的长期使用温度不能超过750℃.     

时效处理对一种新型粉末高温合金组织和性能的影响

对一种新型粉末高温合金进行不同时效处理,观察析出相和显微组织,测试合金室温、高温(750、815℃)拉伸和高温(750℃/750 MPa、815℃/450 MPa)持久性能,分析不同时效处理对合金组织和性能的影响。结果表明:过高的二级时效温度导致γ′相发生Ostwald熟化,减弱了γ′相的强化效果,导致合金的室温、高温强度降低,持久寿命明显缩短。单纯的一级时效,导致二次γ′相未发生进一步长大,三次γ′相微量析出,合金的强度提高,高温塑性显著降低。试样经HT2制度热处理后,二次与三次γ′相匹配良好,γ′相尺寸适当,未发生熟化,强度略有降低,塑性明显提高,综合力学性能优异。     

热处理制度对粉末高温合金性能的影响

对比研究了FGH95合金在不同热加工工艺和热处理制度下γ′相的分布，观察了不同热处理制度处理后合金的组织及时效后小γ′相的中心暗场像相，测试了室温（20℃）和高温（650℃）下材料的拉伸性能，并对高温（650℃）瞬时断裂区断口进行了对比分析。结果表明：相同热处理工艺，热等静压温度较高时，时效析出的γ′相尺寸大；不同热处理制度能改变γ′相的分布，盐浴冷却明显增大中等尺寸γ′相数量和合金的高温塑性。     

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.     

长期时效对GH4199合金组织和性能的影响

采用金相和电镜微观组织观察、室温和高温拉伸试验、物理化学相分析等综合试验方法,对经600、700、800、900℃和100、200、500、1 000 h长期时效处理的GH4199合金进行测试和研究.结果表明,GH4199合金经长期时效后,其室温和高温力学性能仍保持在较高水平;合金的组织稳定性良好,析出相主要为γ'相和碳化物.据相分析结果可知,在700～900℃时效1 000 h左右,合金组织中存在极微量的脆性(TCP)相--μ相和σ相,它们对合金的力学性能基本无影响,组织中虽然存在微量TCP相,但合金的室温和高温塑性不发生"脆化".     

GH169合金的衍射定量相分析

GH169合金是目前应用广泛的高温合金。由于其中γ′相和δ相的化学稳定性非常相近,不易用化学法定量分离,因此其定量分析一直是没有完全解决的难题。本文在用正交实验探讨GH169合金二次相最佳电解条件的基础上,将电解提取与X衍射择优取向校正多峰定量相分析法(MPQ法)相结合,应用开发的MPQ定量相分析软件,对GH169合金的γ′+γ″相和δ相进行了定量分析,得出热处理温度为650～800℃,时效时间为50～100 h(其中650℃为5～500 h)的相变规律,将其与金相分析结果相比较,两者相互吻合。     

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.      

时效工艺对2297铝锂合金组织与力学性能的影响

对热轧态2297铝锂合金进行530℃/1 h固溶处理后立即水淬,然后在不同温度(150~180℃)和时间(0~160h)条件下进行时效热处理,利用透射电镜观察合金的微观组织,并测定合金的抗拉强度(σb)、屈服强度(σ0.2)和伸长率(δ),研究时效温度与时间对2297铝锂合金组织与性能的影响。结果表明:合金的强度随时效时间延长而升高,达到峰值后趋于稳定。随时效温度升高,合金强度达到峰值的时间逐渐缩短,峰值强度先升高后降低,塑性则随时效时间延长或时效温度升高而逐渐下降。时效温度为160℃时,时效初期合金的主要析出相为δ′相,峰时效态合金是T_1相、θ′相和δ′相共同强化,过时效态合金的主要析出相为T_1相。时效温度为180℃时,合金的主要析出相为T_1相,θ′相和δ′相的数量非常少。     

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。     

热处理工艺对GH4706合金显微组织与力学性能的影响

为掌握热处理工艺对GH4706合金组织性能的影响规律,研究了A、B、MST三种热处理工艺与合金组织性能的相关关系.结果表明,GH4706合金的主要强化相为γ＇相与γ＇/γ″共析出相,η相附近易形成γ＇、γ″相贫化区.A工艺在中间时效阶段析出的大尺寸γ＇相与时效阶段析出的小尺寸γ＇/γ″共析出相能够起到错配强化的效果,增大合金的室温拉伸强度.室温下η相为脆性相,不利于室温拉伸塑性与冲击韧性,因而B工艺的室温塑性与冲击韧性最佳.高温下η相能够起到协调晶内与晶界变形的作用,提高合金的650℃/690 MPa持久寿命与塑性,但过量η相析出不利于合金的持久寿命.     

时效制度对粉末冶金高温合金FGH95组织和性能的影响

研究了淬火处理的FGH95合金在不同时效制度下的显微组织和力学性能,并对室温U型缺口试样冲击断口进行了对比分析。结果表明:相同固溶淬火处理的FGH95合金,经过单级时效(760℃×16h/AC)和两级时效(870℃×1.5h/AC+650℃×24h/AC)处理后晶粒度相同,γ′相的形貌、尺寸和分布也无明显差异。二者的硬度、室温冲击韧度、室温和650℃拉伸性能相当;单级时效后650℃/1035MPa的光滑持久寿命略高于两级时效,但持久塑性低于两级时效。FGH95合金可以采用单级时效代替传统的两级时效处理。     

高铌高磷GH4169 C和GH4169合金的组织稳定性

为研究高铌高磷GH4169C高温合金在高温长期时效过程中的组织稳定性,通过场发射扫描电镜和数显布氏硬度计对GH4169和GH4169C两合金分别经600、650、704及720℃时效30~10000 h的显微组织和硬度变化进行对比分析。结果表明:在服役温度（650℃）范围内长期时效,GH4169合金和GH4169C合金均表现优异的稳定性;在服役温度以上长期时效,GH4169合金和GH4169C合金稳定性较差,短时间内,合金组织就出现失稳。对比而言,704℃时GH4169C合金组织稳定性较GH4169合金高,而720℃时GH4169C合金组织稳定性劣于GH4169合金。分析认为,GH4169C合金由于提高Nb含量和P含量使的γ＇相稳定性增加,得以在服役温度以上（704℃）表现比GH4169合金更为优异的组织稳定性,但Nb含量的提高也引起啄相含量的增加,导致组织稳定性下降。在超高温（720℃）下,GH4169C合金稳定性劣于GH4169合金。由此推知,相比GH4169合金,改型GH4169C合金在使用温度上有所提高,但提高有限,在超高温下,其稳定性反而降低。      

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。     

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.     

时效热处理温度对GH99镍基合金的γ′行为和力学性能的影响

本文根据GH99镍基合金γ′的数量、尺寸、组成和错配度,以及合金的硬度和屈服强度等随时效温度变化的规律,指出该合金的时效峰为800℃,低于和高于800℃分别为欠时效和过时效。又根据时效温度与持久性能的关系,指出使用温度低于800℃时,该合金可进行800℃×8h 的时效热处理,若使用温度高于800℃,则无须进行时效热处理,只进行固溶处理即可。