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固溶溫度對鑄造Waspaloy沉淀硬化型鎳基高溫合金（化學成分）組織的影響
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2015-05-13
Waspaloy合金是美國20世紀50年代發(fā)展起來的γ'相沉淀硬化型鎳基高溫合金，國內(nèi)生產(chǎn)Waspaloy合金部件主要通過鍛造成型技術，并對其組織、性能和工藝做了大量研究，已廣泛應用到實際生產(chǎn)中。
???Waspaloy合金是美國20世紀50年代發(fā)展起來的γ'相沉淀硬化型鎳基高溫合金，國內(nèi)生產(chǎn)Waspaloy合金部件主要通過鍛造成型技術，并對其組織、性能和工藝做了大量研究，已廣泛應用到實際生產(chǎn)中。然而，國內(nèi)關于鑄造用Waspaloy合金的報道幾乎沒有，而隨高溫合金熔模精密鑄造技術發(fā)展，熔模精密鑄造已成為生產(chǎn)航空航天高精度、復雜幾何形狀鑄件的有效方法。它是一種近凈成型工藝，鑄件表面無需機械加工或只進行局部打磨，即可達到所要求的尺寸精度和表面粗糙度，并且生產(chǎn)靈活性高、適應性強。于是科研人員開展了關于鑄造Waspaloy合金排氣機匣的研制，這將對我國高溫合金及航空航天的發(fā)展有著進一步的推進作用。
固溶熱處理制度的選擇對合金的組織形貌和力學性能的好壞起到至關重要的作用。固溶熱處理的主要作用是消除合金元素偏析，使組織均勻化；溶解在凝固過程中析出的粗大γ'相；改變晶界和晶內(nèi)的碳化物形貌及類型。雖然鍛造成型的Waspaloy合金已經(jīng)大量應用在煙氣輪機上，但對該合金渦輪葉片的固溶熱處理制度與力學性能之間關系仍有爭議。特別是對于鑄造用Waspaloy合金，對其研究還比較少，因此研究不同固溶溫度對鑄造用Waspaloy合金組織的影響規(guī)律實際意義重大。
實驗所用Waspaloy母合金錠經(jīng)ZG?0.2真空感應爐中熔煉，合金成分（質(zhì)量分數(shù)，%）為C0.05，Cr19.26，Co13.77，Mo4.36，Al1.52，Ti3.06，B0.006，Zr0.052，Ni余。實驗所用試驗由母合金在ZG?0.01真空感應爐中重熔澆注。
試樣分別采取4種固溶溫度：（A）1000℃/4h，AC（空冷）；（B）1040℃/4h，AC；（C）1080℃/4h，AC；（D）1120℃/4h，AC。然后分別經(jīng)過840℃/4h，AC穩(wěn)定化處理和760℃/16h，AC時效處理。試驗結果表明：
（1）鑄態(tài)Waspaloy合金具有典型枝晶形貌，枝晶偏析比較嚴重，其主要析出相為不規(guī)則的鑄態(tài)γ'相、塊狀和片狀MC?碳化物。
（2）隨固溶溫度提高，枝晶形貌逐漸模糊至消失，鑄態(tài)γ'相逐漸溶解。當固溶溫度大于1080℃時，枝晶形貌消失，鑄態(tài)γ'相完全溶解。在穩(wěn)定化和時效處理過程中，粒狀M23C6碳化物在晶界析出，均勻細小的二次γ'相開始析出并長大。從成分和組織均勻性考慮，該合金的固溶適宜溫度應大于1080℃。
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