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固溶處理對GH4698鎳基高溫合金海水腐蝕行為的影響
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2015-06-11
GH4698合金是一種以鋁、鈦、鉬、鈮時效強化型鎳基高強度變形高溫合金，主要用于溫度不超過750℃的渦輪盤。
???GH4698合金是一種以鋁、鈦、鉬、鈮時效強化型鎳基高強度變形高溫合金，主要用于溫度不超過750℃的渦輪盤。熱處理工藝不同，得到的材料的性能也有差別，因此渦輪盤使用時熱處理工藝不同，得到的相應的使用性能也不相同。且當其作為航海發動機的燃氣輪機渦輪盤材料時，雖然Ni基高溫合金材料較耐腐蝕，但是在海水中含有大量的Cl-，而Cl-是引起金屬腐蝕的一個十分重要的因素，GH4698合金在海水中也會發生腐蝕。若對其發生的腐蝕不重視，有可能發生破壞性故障，造成嚴重的后果。研究人員通過對鍛態和不同固溶熱處理工藝的GH4698合金在不同濃度的NaCl溶液中進行電化學腐蝕實驗研究，獲得固溶處理工藝對腐蝕行為的影響規律，對燃氣輪機渦輪盤用GH4698合金提供腐蝕性能的理論依據。
實驗材料采用經過3種不同固溶處理的GH4698合金，編號分別為0#、1#和2#。其中，0#為鍛態；1#為鍛態后1次固溶處理，固溶處理工藝為1100℃保溫8h、空冷；2#為鍛態后2次固溶，固溶處理工藝為1100℃保溫8h、空冷、1000℃保溫4h、空冷。試樣尺寸為15mm×15mm×2mm，試樣表面用600#、800#、1000#和1500#的砂紙逐級打磨并進行拋光，經酒精和丙酮清洗為金相觀察和電化學腐蝕實驗備用。電化學實驗腐蝕介質為NaCl與去離子水按質量百分比配制的模擬海水溶液，濃度3.5%、5.5%、7.5%、9.5%配制，其中3.5%為標準模擬海水溶液。
實驗設備為CHI660D電化學分析儀，采用經典三電極體系，研究電極為待測試樣，輔助電極為鉑電極，參比電極為飽和甘汞電極。工作電極工作面積為78.5mm2，測試溫度為室溫。通過觀察各編號試樣的金相組織，結合各熱處理工藝制度分析材料所經歷的組織性能變化歷程，對比經過不同工藝下材料組織的差異，分析不同熱處理工藝對材料組織性能的影響。將試樣在各模擬海水溶液中進行電化學腐蝕，測量極化曲線，實驗時測試參數設置為極化曲線掃描速度為0.01V/S，電壓變化范圍為-1.5V-0.5V。通過對比各組試樣腐蝕行為的差異并結合各組試樣的金相組織分析不同固溶處理工藝對材料腐蝕行為的影響。試驗結果如下：
（1）鍛態組織中存在回復特征，表明鍛造過程有動態再結晶行為，鍛態試樣為動態回復再結晶的細小均勻晶粒由固溶體基體相和強化相組成，1次固溶處理試樣為晶粒長大后的過飽和固溶體并含有細小強化相，2次固溶處理試樣為晶粒長大后的過飽和固溶體并含有數量多于1次固溶處理時的大、小強化相。
（2）動態回復再結晶后的細小均勻組織在中間濃度5.5%和7.5%NaCl溶液的耐蝕性較好，低濃度3.5%NaCl溶液耐蝕性最差；1次固溶后的長大晶粒過飽和固溶體在低濃度耐蝕性最好，在中間濃度耐蝕性最差；2次固溶后的晶粒細化、強化相析出長大的過飽和固溶體在高濃度9.5%NaCl溶液耐蝕性最好，在低濃度耐蝕性最差。
（3）隨著NaCl溶液濃度增加各試樣的腐蝕速率呈現波動變化狀態。第二相和碳化物所引起的內部腐蝕在低濃度3.5%NaCl溶液下的影響明顯。中間濃度下，隨著固溶處理次數增加，腐蝕速率增快，在9.5%濃度時，隨著固溶處理次數增加，腐蝕速率減小。固溶處理合金的腐蝕行為存在多種影響因素或是腐蝕機制的共同作用。
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