固溶冷却介质对优质GH738合金组织及力学性能的影响

研究了不同固溶冷却介质(油、空、棉)及之后的时效处理对优质GH738 (HQGH738)合金组织及力学性能的影响.分别利用光学金相显微镜(OM)和场发射扫描电镜(FESEM)对热处理各阶段合金的晶粒组织及γ'相分布情况进行观察,同时检测热处理各阶段拉伸强度.结果表明:冷却介质对HQGH738合金晶粒尺寸无影响,而主要影响一次及二次γ'相的回溶及析出行为,进而影响合金的性能.固溶阶段,随冷速的提高(油淬＞空冷＞棉冷),合金中二次γ'相减少,尺寸越小,固溶后合金抗拉强度降低.经过稳定化处理后,3种冷却方式下合金强度顺序不变,但差值减小.再经过双时效后,三者抗拉强度相当.冷速越快,一次γ'相粗化越慢,从而在双时效过程中析出更多的细小二次γ'相,最终合金的屈服强度随冷速的增加而增强.     

γ/γ′共晶相对GH4720Li合金耐腐蚀性能的影响

采用电化学测试方法研究了γ/γ′共晶相对GH4720Li合金耐腐蚀行为的影响,利用光学显微镜和原子力显微镜分析了腐蚀前后的微观组织和相间电位。结果表明,GH4720Li合金中γ/γ′共晶相是由Al、Ti元素偏聚形成。电化学测试结果、原位腐蚀观察以及原子力显微镜测试结果均显示γ/γ′共晶相会导致该合金的耐腐蚀性能下降。GH4720Li合金γ/γ′共晶相中γ′相的耐蚀性元素质量分数低和连续分布是耐蚀性下降的根本原因。     

燃气轮机用GH4720Li合金组织与性能关联性

基于光学显微镜、场发射电镜组织分析及系列力学性能测试,研究了固溶处理对燃气轮机用GH4720Li合金组织特征的影响,分析了组织特征与力学性能的关联性.结果表明:随着固溶温度的升高和固溶时间的增加,合金一次γ'相回溶,平均晶粒尺寸增加,当固溶温度高于1160℃,晶粒尺寸增大明显.GH4720Li合金的力学性能变化规律如下...     

等温锻造工艺对GH4720Li合金盘锻件组织的影响

采用物理模拟得到了GH4720Li合金的热变形特征,同时利用数值模拟研究了不同锻造工艺对GH4720Li盘锻件温度场、应力场、设备载荷等参数的影响规律,并通过实际锻造Ф150mm的GH4720Li合金盘锻件进行了验证。结果表明,GH4720Li合金变形组织对温度、应变等参数非常敏感,采用普通锻造会造成温度应力分布不均,...     

固溶温度对GH742y合金组织及性能的影响

 研究了不同固溶温度对GH742y合金组织及性能的影响。结果表明：经1 140~1 180 ℃固溶处理后，GH742y合金中一次γ′相全部溶入基体，晶粒度明显长大到3~4级；采用(1 040±10)℃×4 h，AC+1 140 ℃×8 h，AC+850 ℃×6 h，AC+(780±10)℃×(10~16)h的热处理后，获得了均匀细小的γ′相，而且合金的综合性能最佳。     

梯度加热工艺对自由锻GH4720Li高温合金成形性能的影响

针对GH4720Li高温合金变形过程中存在的内应力大、易开裂等问题,提出了梯度升温工艺.在室式炉加热工艺条件下,利用1t自由锻锤,对直径50 mm的棒料进行变形量为60％～79％的镦粗实验.研究结果表明:加热工艺不同,对锻件的成材率和品粒组织均有影响.800～1140℃之间采用随炉升温的方式,使得锻件晶粒尺寸异常长大,...     

GH4720Li合金中温区低周疲劳行为研究

奥氏体沉淀强化GH4720Li合金用于制备航空发动机涡轮盘,其服役条件下的疲劳性能是当前研究的热点.研究了GH4720Li合金在中温区(450和550 ℃)不同应变条件下的低周疲劳行为.结果表明,GH4720Li合金的剪切模量和杨氏模量随着温度的升高而不断降低,但是中温区的抗拉强度和屈服强度不随温度而剧烈下降.GH47...     

热等静压冷却速度对粉末冶金高温合金组织及性能的影响

设计了热等静压机冷速的模拟实验。采用两种冷速研究了热等静压(HIP)对粉末高温合金γ′相形貌、尺寸及性能的影响。结果表明,由于HIP冷速低,析出的γ′相尺寸大,在冷却过程中γ′相发生了分裂,γ′相形貌发展成八瓣状、八瓣树枝状和树枝状;冷速越低,γ′相形貌趋向长成树枝状。两种冷速HIP处理的试样经热处理后,γ′相尺寸和形貌发生了改变,由于热处理冷速快,γ′相变为较为规则的细小方形,组织基本相同,力学性能几乎无差别。     

GH132合金长期时效组织稳定性

研究了工作4.0×10⁴ h后的GH132合金的组织变化,分析了GH132合金在高于650℃短时过时效条件下的组织稳定性.结果表明：合金组织基本稳定,变化不甚显著;不论是在低温长期时效,还是在短时超温过时效,σ相、Laves等脆性相均不会产生;经过过时效后合金所产生的组织变化仅仅是γ'相的补充析出、聚集长大,以及η相的析出.     

Metallurgy quality of GH4720Li alloy by VIM+PESR+VAR

Superalloy is developed to meet the stringent requirements of materials used in aeroengine hot-end parts. It has become an irreplaceable key material for military and civil engines.With the increasing contents of Al and Ti,the hot-working properties of superalloy materials are significantly reduced.The metallurgical technology and product quality of GH4720Li alloy produced by triple-melted process were introduced.The results showed that the PESR ingot structure was shrinkage-free,compact,and had high-degree purity,and the VAR process was obviously stable.The sulfur content of GH4720Li alloy was only several 10-6 by the triple-melted process,which was propitious for forging the alloy.The uniform heat treatment technology was also studied,and the results showed that the hot-working plasticity of GH4720Li alloy ingot was significantly improved after uniform heat treatment.The properties of GH4720Li alloy by the triple-melted process were good.     

退火工艺对GH4169合金带材组织和力学性能的影响

为解决GH4169合金带材国产化制备工艺不成熟导致的组织及性能控制不稳定问题,对厚度为0.4 mm的GH4169合金带材的热处理工艺进行研究。讨论了不同退火温度、不同保温时间对带材金相组织、力学性能的影响,结果表明,退火温度对带材显微组织和力学性能存在显著影响,随着退火温度的提高,合金带材晶粒尺寸增大,同时合金抗拉强度、屈服强度和硬度呈下降趋势,而伸长率呈升高趋势;适当缩短保温时间可以使晶粒尺寸均匀,并起到细化晶粒的作用,与此同时,合金力学性能表现出抗拉强度、屈服强度和硬度增大,同时伸长率呈下降趋势。综合分析组织及性能,0.4 mm的GH4169合金带材最佳退火工艺为退火温度1 050℃、保温时间1.5 min,在该工艺下带材的晶粒度为8.5级,抗拉强度为870.5 MPa,屈服强度为389.5 MPa,伸长率为51.5%,维氏硬度为204HV1。     

多元谱线拟合技术在电感耦合等离子体原子发射光谱法测定镍基高温合金GH4720Li中硼的应用

用盐酸和过氧化氢(或硝酸)溶解样品,采用多元谱线拟合技术(MSF)校正光谱干扰,消除了合金中镍、铬、钴、铝、钛、钨、钼、铁和锰等共存元素对测定的影响,实现了采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定镍-铬-钴系样品中硼的测定。分别采用B 249.677nm、B 208.957nm和B 182.578nm为分析谱线,在合成标样和镍-铬-钴系标样两种校准模式下绘制两种校准曲线,结果表明,无论采用何种校准模式,若不选用MSF模型进行校正,则在各分析谱线处所得校准曲线的相关系数均较差,其最大值仅为0.828(谱线B 208.957nm),而采用MSF模型校正后,在谱线B 249.677nm和B 208.957nm处的相关系数均大于0.990,B 208.957nm处的相关系数大于0.920。采用MSF模型进行校正,分别以合成标样和镍-铬-钴系标样两种校准模式对3个不同含量水平的镍-铬-钴系标样进行测定,结果表明,采用合成标样校准模式所得结果要优于镍-铬-钴系标样校准模式。因此,将MSF模型校正和合成标样校准模式作为测定镍-铬-钴系样品中硼的分析条件。考虑到若采用谱线B 182.578nm为分析谱线,会增加分析时间和增大成本,同时在谱线B 208.957nm处的相关系数、与认定值的吻合性均低于谱线249.677nm,实验最终选用B 249.677nm作为分析谱线。精密度试验结果表明,样品A40和198在谱线B 249.677nm处测定结果的相对标准偏差(RSD,n=8)为2.0%~11.0%,方法检出限为0.0005%。在选定的实验条件下,对GH4720Li合金样品进行分析,并采用离子选择电极法进行方法对照试验,结果表明两种方法测定结果基本一致。     

新一代镍基变形高温合金GH4065A的组织控制与力学性能

由于GH4065A合金的强化相γ′相的体积分数为43.0%,显微组织演化规律不同于传统的变形高温合金与粉末高温合金。系统分析了GH4065A合金的锻态组织特点与演化机制,发现其显微组织是一种不完全的动态再结晶(DRX)组织,动态再结晶晶粒被大尺寸γ′相限制长大,同时这些γ′相因晶界短路扩散而粗化,而未动态再结晶(unDRX)晶粒内弥散分布的小尺寸γ′相阻碍位错运动,进而形成大量由位错胞壁构成的亚结构。基于合金的锻态组织特点,可以通过固溶处理,利用动态回复(DRV)机制基本消除残留的未动态再结晶组织。根据GH4065A合金γ′相的固溶温度,可将热处理制度分为亚固溶处理与过固溶处理2种,亚固溶处理后的晶粒度为8.0级,过固溶处理的晶粒度为4.0级。经亚固溶处理后,GH4065A合金涡轮盘锻件的力学性能达到了第2代粉末涡轮盘的水平。     

固溶温度对GH4202合金组织及拉伸性能的影响

为充分挖掘沉淀强化型镍基高温合金GH4202管材性能,以满足我国航天新型发动机的要求,研究了固溶处理温度对合金组织及拉伸性能的影响规律.结果表明,在1 050~1 075℃范围固溶处理后合金晶粒度无明显变化,当固溶温度升至1 100℃时,合金局部出现异常晶粒长大,当固溶温度达到1 150℃时,合金晶粒均匀长大.随固溶温度升高,合金晶界硼、碳化物数量明显减少,由链状向孤立的颗粒状转变.随固溶温度升高,GH4202合金室温及高温拉伸强度均呈降低趋势,尤其以屈服强度降低幅度最为显著.合金的室温面缩率随固溶温度升高而降低,且降低幅度较大,但室温断裂延伸率变化并不显著;700℃下合金的断面收缩率与断裂延伸率随固溶温度的变化均表现为先升高后降低的趋势.GH4202合金最佳固溶处理工艺为1 110℃保温30 min后水冷,此时合金晶粒度为5.0级、晶界碳化物呈细小链状,晶内沉淀强化γ'相弥散析出,可保证合金具有优异的室温及高温力学性能.     

冶炼工艺对GH4145合金显微组织和力学性能的影响

利用金相检验、力学性能测试和扫描电镜分析等手段研究了不同冶炼工艺和热处理制度对GH4145合金显微组织、拉伸性能和高温持久缺口敏感性的影响。结果表明,经固溶加时效处理后电渣重熔冶炼的GH4145合金棒材平均晶粒度尺寸小于真空自耗重熔冶炼的GH4145合金棒材。随固溶温度升高,合金晶粒尺寸增大,电渣生产的合金晶粒度拐点温度为1 100 ℃,高于自耗冶炼的拐点温度1 050 ℃。自耗生产的试验合金γ'强化相平均尺寸比电渣生产的试验合金要小,且合金棒材的抗拉强度、屈服强度、伸长率和断面收缩率均明显高于电渣生产的合金棒材。固溶温度升高,自耗生产GH4145合金持久性能变差,存在明显缺口敏感,而相同热处理制度下,电渣生产的GH4145合金光滑缺口持久寿命明显提高,无缺口敏感性。