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GH4169時效硬化型鎳基變形高溫合金熱連軋蠕變性能
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2014-11-01
GH4169合金是一種時效硬化型Ni基變形高溫合金，由γ基體、γ"、γ'相和碳化物組成，具有良好的抗熱疲勞、抗氧化、抗輻射和冷、熱加工性能，是制備航空發(fā)動機(jī)渦輪盤構(gòu)件的主要材料之一。
?GH4169合金是一種時效硬化型Ni基變形高溫合金，由γ基體、γ"、γ'相和碳化物組成，具有良好的抗熱疲勞、抗氧化、抗輻射和冷、熱加工性能，是制備航空發(fā)動機(jī)渦輪盤構(gòu)件的主要材料之一。γ'、γ"相是合金中的主要強(qiáng)化相，γ'相的體積分?jǐn)?shù)少于γ"相，兩者均具有提高合金高溫強(qiáng)度的作用。GH4169合金經(jīng)鍛造熱變形和熱處理后，可保持合金有較小的晶粒尺寸，并得到合理的相組成和分布。研究人員通過對熱連軋GH4169合金進(jìn)行直接時效和長期時效處理，并對其分別進(jìn)行蠕變性能測試及組織形貌觀察，研究了不同熱處理工藝對熱連軋GH4169合金組織與蠕變性能的影響，試圖為熱連軋GH4169合金的應(yīng)用提供理論依據(jù)。
真空感應(yīng)爐熔煉的GH4169合金經(jīng)熱連軋工藝制成棒材，在軋制過程中，開始軋制溫度為1100℃，終軋溫度為1070℃，經(jīng)水冷卻至室溫，稱為熱連軋態(tài)合金（HCR合金）。然后，在720℃保溫8h，以50℃/h爐冷至620℃，保溫8h進(jìn)行直接時效處理，稱為直接時效態(tài)合金（DA合金）。之后，熱連軋直接時效態(tài)合金在680℃保溫300h進(jìn)行長期時效處理，稱為長期時效態(tài)合金（LTA合金）。
分別將熱連軋態(tài)、直接時效態(tài)和長期時效態(tài)GH4169合金用線切割加工成橫斷面為4.5mm×2mm、標(biāo)距長度為19mm的片狀拉伸蠕變試樣，將樣品置于GWT504型高溫持久/蠕變試驗機(jī)中，在660℃、700MPa條件下進(jìn)行蠕變性能測試。采用SEM和TEM觀察熱連軋態(tài)、直接時效態(tài)和長期時效態(tài)及蠕變斷裂后的組織形貌，并進(jìn)行蠕變機(jī)理分析。研究結(jié)果：
熱連軋GH4169合金組織由尺寸較小的晶粒組成，并具有明顯的孿晶特征；HCR合金經(jīng)直接時效后，晶粒尺寸無明顯變化，且大量細(xì)小γ"相在合金中彌散析出，并具有孿晶特征；而長期時效態(tài)合金的晶粒和γ"相都略有長大，同時有δ相、碳化物在合金中析出。
HCR合金經(jīng)直接時效后，大量細(xì)小γ"相在晶內(nèi)彌散析出，提高合金的蠕變抗力，是直接時效合金在660℃、700MPa條件下具有較長蠕變壽命的主要原因。
在蠕變期間，HCR合金的變形特征是孿晶變形及孿晶內(nèi)位錯的雙取向滑移；DA合金和LTA合金在蠕變期間具有相近的蠕變壽命，其變形特征是合金中晶內(nèi)發(fā)生位錯滑移和孿晶變形，其中LTA合金主要以孿晶變形為主。
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