INCONEL 718合金组织失稳及提高组织稳定性研究

采用电镜分析为主要手段并结合相应的力学性能作为强化和脆化的评判特征,以研究当今世界上最广泛应用的高温合金INCONEL718在高温长期时效过程中的相转变规律为出发点,以分析合金组织失稳的本质为依据,为发展新一代高组织稳定性的改型合金提出方向。 将合金在593～704℃的广宽温度范围内进行1000～50000h的长期时效。研究结果表明,合金强化失效不仅在于主要强化相γ″和γ′的聚集长大,以及γ″向稳定的δ相的转变,而且晶界σ相的析出是合金脆化的主要原因。 选用实际运行了28000h从齿顶到齿根具有温度梯度(为650～450℃)的涡轮盘榫齿作为高温长期应力时效下的试验分析材料。提出了应力明显诱发合金中的γ″ δ相变过程,并认为γ″ δ相的转变是高温长期使用过程中组织失稳而导致强化程度减弱的主要原因。同时完整地阐述了INCONEL718合金中γ″ δ的相变机制,提出了这种相变的模型。 在了解了合金失稳的本质的基础上,对合宜地调整主要强化元素Nb、Ti和Al的含量及比例,以企提高组织稳定性等进行了系统的研究。最后,提出了改型合金含后发展的方向及高组织稳定性改型合金的最佳成分范围。