保护气氛电渣重熔GH4169合金的冶金质量

介绍了最新引进5t保护气氛电渣炉的主要特点及GH4169合金的冶金质量。由于采用强脱S效果和对夹杂物吸附倾向大的渣系、低稳定的熔速以及全封闭式Ar气保护，GH4169合金锭各部位合金元素均匀分布。普通GH4169合金的S、O含量分别降低至20ppm以下和6ppm左右，而精选原材料的YZGH4169合金的S、O含量分别降低至7ppm和5ppm左右。实验结果还显示了该ESR工艺的脱S去O效果远高于一般ESR和VAR工艺。     

航空涡轮盘用GH4169G合金研制

目前应用最广泛的航空涡轮盘材料是IN718合金,提高IN718合金的组织稳定性和持久寿命对航空发动机的使用尤为重要.试验研究发现,添加适量的P、B可有效提高IN718合金的持久寿命,但添加P、B的IN718合金材料工业化生产和应用方面的报道很少.采用金相观察、力学性能测试等手段,研究了GH4169G合金的组织与性能.对比分析了P、B微量元素不同添加量对GH4169G合金力学性能的影响.试验结果表明,GH4169G合金的热加工工艺性能良好;与普通IN718合金相比,GH4169G合金的持久寿命提高3倍以上.     

高铌高磷GH4169C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。     

选区激光熔化成形GH4169合金研究现状

介绍了选区激光熔化成形GH4169合金存在的球化、孔洞等常见缺陷的形成机理及工艺控制现状,重点分析了激光功率、扫描速率、铺粉厚度等工艺参数对选区激光熔化成形GH4169合金成形件组织性能的影响规律,以及热处理、颗粒增强等组织性能调控手段对选区激光熔化成形GH4169合金组织性能影响。从工艺控制、材料强化设计等方面对选区激光熔化成形GH4169合金进行展望,认为利用选区激光熔化成形技术开展颗粒增强GH4169复合材料的设计与成形是进一步提升选区激光熔化成形GH4169合金性能的有效途径。     

采用VIM+VAR+ESR三联工艺冶炼 GH4169合金的试验研究

进行了采用VIM+VAR+ESR三联工艺冶炼GH4169合金的研究,结果表明当ESR在大气中进行时,合金中的氧含量增加,合金锭不同部位会发生不同程度的铝、钛烧损,但合金中硫含量显著下降;当ESR采用氩气保护,并降低熔炼电压,上述问题可获得解决,但脱硫效果下降;显著提高ESR渣系中CaO的含量,可以提高脱硫效果,但应添加脱氧剂以解决铝的烧损问题;含MgO的渣系可实现合金良好的微镁合金化;应用封闭式ESR炉与现代工艺技术,可实现GH4169合金冶金质量、材质的均匀性与力学性能的显著提高.     

B对GH4169合金粉末制备及选区激光熔化工艺的影响

选区激光熔化(SLM)成形制品质量与合金粉末性能紧密相关。本文采用德国真空气雾化设备制备了B含量分别为0及0.005%的GH4169合金粉末,并采用国产SLM设备进行SLM成形,进而系统考察了B对GH4169合金粉末制备及SLM工艺的影响。研究结果表明:在相同粉末粒度范围条件下,GH4169合金粉末中加入0.005%B后,SLM成形制品孔洞减少,成形制品的密度及硬度均有提高;在保证SLM成形制品密度及硬度一定的条件下,B元素可将适用于SLM成形工艺的GH4169合金粉末粒度D(50)由26.33μm提高至37.34μm,此外,B元素可将上述两个粒度段的粉末真空气雾化收得率由9.3%大幅提高至20.8%,故加入0.005%B后,SLM工艺的可用合金粉末原料成本大幅降低55.3%。     

碳含量对热等静压FGH4169合金原始颗粒边界与力学性能的影响

用3种不同碳含量的GH4169合金粉末为原料,采用粉末热等静压+热处理工艺制备碳含量(质量分数,下同)分别为0.026%,0.045%和0.078%的FGH4169合金,研究碳含量对FGH4169合金PPB(prior particle boundary,原始颗粒边界)和力学性能的影响。结果表明,随碳含量从0.026%增加到0.078%,FGH4169合金析出碳化物增多,超过0.078%后,形成PPB;FGH4169合金中碳化物主要为富Ti和Nb的MC型碳化物,但碳含量对合金中碳化物的种类及形貌没有明显影响;在一定碳含量范围内,随碳含量增加,FGH4169合金基体上析出的γ'相数量减少,且碳化物越来越趋向于在原始颗粒边界聚集,导致合金的室温和650℃高温强度和塑性逐渐减小。     

GH4169高温合金超塑成形及其机理的研究

对细晶GH4169合金的超塑性性能、超塑成形应用及超塑变形机理进行了研究.结果表明GH4169合金在温度为950℃、初始应变速率为1.6×100-4s-1～2.0×10 3s1的条件范围内,伸长率都高于275%,最高伸长率可达513%,表现出好的超塑性性能;利用超塑成形工艺制备出了飞行器用GH4169合金燃气集合器,并通过了30MPa液压压力、保压10min的打压试验;晶界滑移是GH4169合金超塑变形的主要变形机制,位错的滑移只起到一定的协调作用.     

镍基高温合金中硫的危害及电渣重熔脱硫实验研究

镍基高温合金中硫极易在合金晶界和表面处偏聚,导致合金的高温持久寿命和使用稳定性下降.为进一步降低镍基高温合金中的硫含量,分别采用3种电渣重熔工艺对GH4169进行脱硫实验研究.结果表明,大气下重熔的脱硫效果明显,硫含量(质量分数)由18×10-6降低到6×10-6,渣中的硫含量无变化;氩气氛保护重熔不能提高脱硫效果,初始硫含量降至7×10-6逐渐增至9×10-6,渣中硫含量增加明显;氩气氛保护重熔过程中,向渣中加金属钙能够改善脱硫效果,合金中硫含量随钙含量的增加而减少,最低降至3×10-6,合金中实测的w[Ca]-w[S]关系与热力学计算结果基本一致.     

大规格高强高韧GH4169合金棒材研制

本文主要概括了航天发动机关键部件用高强度高韧性GH4169合金棒材的性能特点及制造难点,着重介绍了宝钢特钢有限公司在航天用大规格高强度高韧性GH4169棒材方面开展的研制工作及进展情况。结果表明,宝钢特钢开发的大规格高强度高韧性GH4169合金棒材性能优异,所有指标完全满足设计要求。其中,最新预研的GH4169合金棒材最大规格达到?320mm,满足了发动机零部件大尺寸化要求。     

Nb含量对GH4169合金组织和拉伸性能的影响

采用真空感应熔炼、锻造、轧制、热处理等工艺得到Nb元素含量分别为4.99%、5.13%、5.34%、5.50%的四种GH4169合金,研究了Nb元素含量对GH4169合金组织和拉伸性能的影响。结果表明:随着Nb元素含量的增加,GH4169合金两组室温屈服强度和抗拉强度的均值分别由1124.5 MPa和1402 MPa提高至1152.5 MPa和1489 MPa,两组650℃屈服强度和抗拉强度的均值分别由867.5 MPa和1035 MPa提高至975.0 MPa和1105 MPa,室温拉伸塑性略有降低,但650℃拉伸塑性几乎无变化,说明Nb元素含量的增加促进了主要强化相γ″的析出和长大,同时金相观察表明同样促进了晶界δ相的析出。     

钨铁合金真空脱硫脱砷工艺的开发

介绍钨铁合金真空脱硫脱砷的生产工艺以及有关的影响因素。采用这种工艺，钨铁中砷的平均含量可以达到0．0352％，硫的平均含量可以达到0．0152％；合金中砷的平均脱除率可达27％，硫的平均脱除率可达76％。     

复合盐净化剂对GH4169返回料成分和组织的影响

选用12种配方的复合盐净化处理高温合金GH4169返回料,采用不同手段分析净化后返回料合金的主要元素和氧氮含量、夹杂相的组成及形貌尺寸,研究了复合盐净化处理对GH4169返回料成分和组织的影响。研究发现,复合盐80%B_2O_3+20%Na_2B_4O_7和50%CaF_2+45%AlF_3+5%CaO+微量(Al2O3+MgO)能够有效降低GH4169返回料中的氧、氮含量。经这两种复合盐净化处理后,返回料合金的主要元素含量没有明显变化,而氧含量分别降低了82.10%和96.21%、氮含量分别降低了69.10%和14.55%,均能达到新料合金对氧、氮含量的要求。复合盐能有效吸附去除GH4169返回料合金熔体中的Al_2O_3和TiN,这是返回料合金中氧、氮含量降低的主要原因。     

热处理工艺对GH4169合金组织和性能影响

通过三种不同热处理工艺对GH4169合金进行处理。通过金相观察、扫描电镜、显微硬度和冲击试验,观察和研究了三种不同热处理工艺下GH4169合金的微观组织演变和力学性能。结果表明:三种不同的热处理工艺改变了GH4169合金中δ相的析出以及分布。经过HST处理后,δ相呈短棒状或粒状在晶界上析出;通过ST处理后在晶界和晶内可获得较多的δ相;而通过DA处理的微观组织晶界处较平滑,几乎没有δ相析出。经过HST和ST处理后,GH4169合金的硬度值变化不大,冲击强度明显提高,断裂方式表现为穿晶断裂。通过DA处理后,其硬度降为热轧态的60%,但是冲击强度提高了4.5倍,断裂方式表现为沿晶断裂。     

复合盐净化剂对GH4169返回料的成分和组织的影响

选用12种配方的复合盐净化处理高温合金GH4169返回料，采用不同手段分析净化后返回料合金的主要元素和氧氮含量、夹杂相的组成及形貌尺寸，研究了复合盐净化处理对GH4169返回料成分和组织的影响。研究发现，复合盐80?O3 20%Na2B4O7和50?F2 45%AlF3 5?O 微量（Al2O3 MgO）能够有效降低GH4169返回料中的氧、氮含量。经这两种复合盐净化处理后，返回料合金的主要元素含量没有明显变化，而氧含量分别降低了82.10%和96.21%、氮含量分别降低了69.10%和14.55%，均能达到甚至低于新料合金对氧、氮含量的要求。复合盐能有效吸附去除GH4169返回料合金熔体中的Al2O3和TiN，这是返回料合金中氧、氮含量降低的主要原因。     

二次固溶热处理对GH4169合金板材组织和室温性能的影响

通过对生产车间滚底炉固溶空冷态GH4169合金板材成品取样,在实验室热处理、检测组织和室温性能,并进行对比和分析,得出:GH4169合金板材实验室重新固溶热处理水冷态比空冷态晶粒细小,强度高;GH4169合金板材室温拉伸性能与晶粒大小存在一定关系,当晶粒细小时强度较高,反之则强度降低;GH4169合金板材时效态硬度值与成分密切相关。     

GH4169合金的X射线荧光光谱分析

采用x射线荧光光谱仪测定GH4169合金中的锰、硅、镍、铬、钼、铝、钛、铌。研究了测量条件及基体 吸收—增强效应的校正。还时测量精度进行了研究,各元素的相对标准偏差分别为0．0466％～O．6777％。与 化学分析结果对照结果良好。     

高温合金GH4169与GH4202在富氧气氛中的燃烧行为

采用富氧燃烧实验方法,通过光学显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪等手段对GH4169和GH4202高温合金燃烧试样进行分析,建立合金燃烧质量、热量和氧传输模型,探究两种合金的富氧燃烧机理并提出提高新型高温合金抗燃烧性能的措施.结果表明:GH4202与GH4169合金在富氧条件下均发生燃烧,GH4202抗燃烧性能优于GH4169;两种合金以液相进行燃烧,在合金燃烧前沿存在由未完全燃烧的金属颗粒和氧化物组成\     

碳含量对GH648合金组织和性能的影响

研究了碳含量对GH648合金组织和性能的影响,结果表明,在GH648合金中,碳的主要存在形式为M23C6和MC。随着钢含量的增加,α－Cr析出物减少,一次碳化物数量增加,基体晶粒得到细化。当碳含量为0．03％－0．06％时,该合金具有良好的综合性能。     

GH4169合金高温变形显微组织演变及热加工图

在Gleeble-3500D热模拟机上采用单道次等温压缩试验,系统研究了 GH4169合金在变形温度为900～1 150℃、应变速率为0.01～10s-1、变形量为10％～70％条件下的动态再结晶行为,确定了合金在不同变形条件下的完全再结晶条件,绘制了再结晶图,给出了该合金变形的热加工图.研究结果表明:GH4169合金...