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Nb含量對GH4169沉淀強化型鎳基高溫合金鋼錠偏析規律的影響
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司
更新時間：2013-07-11
GH4169合金是目前使用量最大的沉淀強化型鎳基高溫合金，主要用于航空發動機渦輪盤、導向葉片及地面燃氣輪機的熱端部件。GH4169合金由于其化學成分和合金錠的凝固條件，會產生較嚴重成分偏析。Nb作為其中γ''強化的最主要合金元素，既對合金的強化起到關鍵作用，同時又成為合金最主要的偏析元素。
為優化鋼錠的均勻化工藝、提高鋼錠的成材率，技術人員利用采用光鏡、掃描電鏡和能譜儀等手段，通過控制GH4169合金鋼錠的Nb含量，研究了不同Nb元素含量的GH4169合金鋼錠組織特點及元素偏析規律，并對經單階段均勻化熱處理后鋼錠的組織及殘留析出相特征進行分析。結果表明：
1）鋼錠邊緣，由于冷卻速度較快，Nb添加量對枝晶形貌的影響規律不明顯；在鋼錠心部，隨著Nb含量的增加，枝晶組織粗化，枝晶的方向性愈不明顯；
2）鋼錠不同部位，Nb元素的偏析系數KNb和Ti元素的偏析系數KTi和均隨Nb添加量的增加而增大，說明Nb添加量越多，元素偏析越嚴重；
3）Nb添加量越多，第一階段均勻化后未回溶的析出相殘留越多，且殘留析出相有很明顯的聚集趨勢。殘留析出物聚合體主要富集Nb和Mo元素，同時局部區域富集Ti、C元素，主要為富Nb的Laves相和碳化物；
4）不同Nb含量的鋼錠，第一階段均勻化后Laves相的完全回溶需要的時間不相同。Nb含量較高時，按傳統的均勻化處理工藝，Laves相無法完全回溶。若同時考慮鋼錠尺寸的因素，高Nb含量條件下，殘留析出相的聚合體可能會演化為“黑斑”缺陷而使鋼錠報廢。
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