固溶温度对GH4202合金组织及拉伸性能的影响

为充分挖掘沉淀强化型镍基高温合金GH4202管材性能,以满足我国航天新型发动机的要求,研究了固溶处理温度对合金组织及拉伸性能的影响规律.结果表明,在1 050~1 075℃范围固溶处理后合金晶粒度无明显变化,当固溶温度升至1 100℃时,合金局部出现异常晶粒长大,当固溶温度达到1 150℃时,合金晶粒均匀长大.随固溶温度升高,合金晶界硼、碳化物数量明显减少,由链状向孤立的颗粒状转变.随固溶温度升高,GH4202合金室温及高温拉伸强度均呈降低趋势,尤其以屈服强度降低幅度最为显著.合金的室温面缩率随固溶温度升高而降低,且降低幅度较大,但室温断裂延伸率变化并不显著;700℃下合金的断面收缩率与断裂延伸率随固溶温度的变化均表现为先升高后降低的趋势.GH4202合金最佳固溶处理工艺为1 110℃保温30 min后水冷,此时合金晶粒度为5.0级、晶界碳化物呈细小链状,晶内沉淀强化γ'相弥散析出,可保证合金具有优异的室温及高温力学性能.     

热处理对FGH95合金组织的影响

研究了热处理对FGH95合金组织变化的影响.研究结果表明材料原始组织为枝晶与再结晶的混合组织.枝晶区沿变形方向拉长,再结晶区晶粒细小.合金主要强化相为γ'相,有3种不同尺寸的γ'相分布在不同区域.另外,还有MC、M3B2等微量强化相.材料热处理时,随固溶温度的升高(1120～1170℃),γ'相逐渐溶解,枝晶区面积减小,再结晶晶粒长大.固溶处理后在盐浴(600～800℃)中冷却,不同盐浴温度淬火后,合金可获得几种不同形状、尺寸、数量、分布的γ'相搭配方式.合金经二次时效处理后,γ'相有所长大,且有部分补充析出.     

48%冷变形下GH159合金的组织和性能

对GH159合金经(48±1)%冷变形下的组织及经不同固溶温度和不同固溶时间处理后的透射电子显微组织,以及时效后的性能进行了研究.结果表明,GH159合金经(48±1)%冷拔变形后形成了大量密排六方的网状ε相.这些ε相经过(1030～1090)℃×(4～8)h空冷固溶处理后,部分ε相转化为弥散球形γ'相.冷拔态GH159合金(48±1)%+665℃×4 h空冷时效后,700℃下具有高的强度、好的韧性等综合力学性能.     

固溶温度对改型Inconel 718合金组织和性能的影响

用X-射线衍射法(XRD)和扫描电镜(SEM)研究了960～1020℃固溶+720℃8 h炉冷至620℃8 h空冷(二次时效)处理的改型718合金的力学性能和组织。结果表明,随固溶温度的提高。合金室温和350℃强度降低,塑性和韧性显著提高。随固溶温度升高,合金中强化相η数量减少,1000℃时完全消失;强化相γ′+γ″随固溶温度升高而增加,达到1000℃时最多。固溶+二次时效后,大部分γ′尺寸为10～18 nm。     

燃气轮机用GH4720Li合金组织与性能关联性

摘要：基于光学显微镜、场发射电镜组织分析及系列力学性能测试,研究了固溶处理对燃气轮机用GH4720Li合金组织特征的影响,分析了组织特征与力学性能的关联性。结果表明：随着固溶温度的升高和固溶时间的增加,合金一次γ′相回溶,平均晶粒尺寸增加,当固溶温度高于1160℃,晶粒尺寸增大明显。GH4720Li合金的力学性能变化规律如下：经亚固溶处理后,室温拉伸强度和屈服强度呈现出相似规律,并在1130℃附近出现峰值;经过固溶处理后,拉伸强度和屈服强度均明显降低。在亚固溶处理区间,随着固溶温度的增加,持久寿命逐渐增加;经过固溶处理后,合金的持久寿命明显提高,而持久塑性呈现出与持久寿命相反的趋势。结合燃气轮机的服役工况,燃气轮机用GH4720Li合金的合理固溶处理应为过固溶处理,可获得组织性能的较佳匹配。     

固溶冷却介质对GH4720Li合金组织和性能的影响

γ'相的形貌对GH4720Li合金的性能起着十分重要的作用。固溶淬火时高冷速可以增加基体的过饱和度,有利于获取细小的γ'相组织,然而过高的冷速容易导致工件淬火开裂。因此,工业生产中选择适当的冷却介质控制固溶淬火的冷却速度就显得尤其关键。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)等手段研究了不同冷却介质对GH4720Li合金组织和性能的影响。结果显示,固溶冷却介质对GH4720Li合金的晶粒尺寸、一次γ'相形貌和数量无影响;水冷试样中二次γ'相的数量最少、三次γ'相的尺寸最小;水溶性淬火剂(20%浓度)冷却后的样品中三次γ'相的尺寸最大,室温、高温拉伸的屈服强度略低于其他样品。     

热处理对四代核电用镍基合金薄壁管组织与性能的影响

利用热力学计算软件JMatPro分析了钍基熔盐堆用Ni-Cr-Mo系高温合金GH3535相析出的热力学及动力学特征,研究了不同热处理制度对冷轧态GH3535合金无缝管的晶粒尺寸及其均匀性、碳化物析出特征、硬度、拉伸性能等的影响规律,观察了不同热处理制度下合金拉伸断口的微观形貌,分析了GH3535合金的拉伸断裂机制. 结果表明:在900~1500℃之间,GH3535合金的平衡析出相为富Mo的M₆C型碳化物,M₆C相在固液两相区时便已经开始形成,M₆C相析出所对应的鼻尖温度为1200℃;固溶温度低于1200℃时,合金晶粒尺寸缓慢长大,当固溶温度提高到1230℃,晶粒出现快速长大,平均晶粒尺寸达到160 μm;1180℃保温10 min,合金晶粒尺寸的均匀性较好. 随着固溶温度升高,合金强度降低、延伸率增加,GH3535合金的拉伸断裂机制为微孔聚集型.      

固溶冷却介质对优质GH738合金组织及力学性能的影响

研究了不同固溶冷却介质(油、空、棉)及之后的时效处理对优质GH738 (HQGH738)合金组织及力学性能的影响.分别利用光学金相显微镜(OM)和场发射扫描电镜(FESEM)对热处理各阶段合金的晶粒组织及γ'相分布情况进行观察,同时检测热处理各阶段拉伸强度.结果表明:冷却介质对HQGH738合金晶粒尺寸无影响,而主要影响一次及二次γ'相的回溶及析出行为,进而影响合金的性能.固溶阶段,随冷速的提高(油淬＞空冷＞棉冷),合金中二次γ'相减少,尺寸越小,固溶后合金抗拉强度降低.经过稳定化处理后,3种冷却方式下合金强度顺序不变,但差值减小.再经过双时效后,三者抗拉强度相当.冷速越快,一次γ'相粗化越慢,从而在双时效过程中析出更多的细小二次γ'相,最终合金的屈服强度随冷速的增加而增强.     

热处理制度对GH2787合金持久性能和纵低倍组织的影响北大核心CSCD

分析了GH2787合金不同热处理制度对持久性能和纵低倍的影响。结果表明,GH2787合金750℃+290MPa的持久性能随固溶温度、时效温度、时效时间的增加而提高。纵低倍晶粒尺寸随固溶温度提高而增大。从而制定了保证性能合格合理的热处理制度。     

时效对GH4090合金弹簧丝微观结构及力学性能的影响

为制备高强度耐高温的高温合金弹簧,以固溶冷拉的GH4090高温合金弹簧丝为母材,在550～750℃范围内进行了时效处理。研究了时效工艺对GH4090高温合金弹簧丝的微观组织结构的影响,分析了γ′强化相对其纯扭力学性能的影响。结果表明,当时效温度在650℃以下时,随着时效温度的升高,γ′相的含量增加,但尺寸变化不大,室温抗扭强度提升。当时效温度大于650℃时,γ′相明显粗化,体积分数降低,室温抗扭强度逐渐下降。另外,二阶时效处理可以获得更细化和更高体积分数的γ′相、从而表现出更高的抗扭强度与硬度。650℃×8 h(50℃/h速率冷却)+550℃×8 h (空冷)的二阶时效工艺可以合理有效地调控微观组织结构,使GH4090合金弹簧丝表现出优良的综合力学性能。室温抗扭强度达到1 373.4 MPa,并且在500℃的测试温度下保持较高抗扭强度。     

铌含量对LF9合金性能的影响

 研究了不同Nb含量的LF9合金经固溶+二次时效处理后的力学性能。结果表明,随Nb含量增加,合金的室温和高温强度提高,塑性及韧性下降。经960 ℃固溶+二次时效后,合金中的主要强化相为η相,随着Nb含量增加,η相数量增多,形态由短片状变为长片层状。经1 020 ℃固溶+二次时效后,合金中的主要强化相为(γ′+γ″),随着Nb含量增加,η相形态从微量的颗粒状变为大量的短片状,对提高合金强度起到了重要作用。经(960~1 020 ℃)固溶+二次时效后,合金中(γ′+γ″)相的尺寸主要为10~100 nm。     

GH648合金800 ℃长期时效后的组织稳定性

 研究了GH648合金在800 ℃×1 000 h下长期时效后的组织稳定性。结果表明：合金经800 ℃×100 0 h长期时效后，α Cr相的数量增加，尺寸长大，γ′相发生了聚集长大，合金中无有害相析出；合金的室温拉伸性能基本稳定，但高温拉伸强度和持久寿命下降；γ′相的聚集长大是致使长期时效后GH648合金高温拉伸强度和持久寿命下降的主要原因。     

固溶处理对GH4700镍基合金管组织及力学性能的影响

研究了1 000～1 150℃固溶处理对GH4700合金(/%:0.05C、25Cr、20Co、1.65Nb、1.47Al、1.69Ti,余Ni)组织及力学性能的影响:结果表明,1 180℃挤压空冷后Φ89 mm×15 mm GH4700管材的抗拉、屈服强度和伸长率分别为1 150 MPa、780 MPa和36%;合金在1 000～1 060℃固溶处理,随着温度的提高,γ’相逐渐溶入基体,合金晶粒明显长大,强度显著降低,塑性显著升高;在1 090～1 150℃随着温度的提高,晶粒长大趋势不明显,合金强度和塑性的变化趋势放缓。1 150℃固溶处理后GH4700合金抗拉强度800 MPa,屈服强度330 MPa,伸长率65%。     

冶炼工艺对GH4145合金显微组织和力学性能的影响

利用金相检验、力学性能测试和扫描电镜分析等手段研究了不同冶炼工艺和热处理制度对GH4145合金显微组织、拉伸性能和高温持久缺口敏感性的影响。结果表明,经固溶加时效处理后电渣重熔冶炼的GH4145合金棒材平均晶粒度尺寸小于真空自耗重熔冶炼的GH4145合金棒材。随固溶温度升高,合金晶粒尺寸增大,电渣生产的合金晶粒度拐点温度为1 100 ℃,高于自耗冶炼的拐点温度1 050 ℃。自耗生产的试验合金γ'强化相平均尺寸比电渣生产的试验合金要小,且合金棒材的抗拉强度、屈服强度、伸长率和断面收缩率均明显高于电渣生产的合金棒材。固溶温度升高,自耗生产GH4145合金持久性能变差,存在明显缺口敏感,而相同热处理制度下,电渣生产的GH4145合金光滑缺口持久寿命明显提高,无缺口敏感性。     

粉末高温合金Udimet720Li γ′强化相析出行为

采用气淬炉模拟了粉末高温合金Udimet720Li经空冷、风冷及油冷等不同冷却路径的固溶处理过程,测试了经过两级时效处理的合金在650 ℃的拉伸性能,研究了拉伸变形后的位错组态,分析了冷却速率对γ′强化相析出规律及力学性能的影响。结果表明:粉末高温合金Udimet720Li的析出相强化机制为位错切过机制,二次γ′相尺寸越小,合金强度越高。合金二次γ′相的形核析出温度区间为900～1000 ℃,其尺寸与合金在该温度范围内的冷却速率成反比,冷却速率越大,γ′相尺寸越小,当冷速高于100 ℃/min时,合金强度达到应用要求。推荐粉末Udimet720Li合金盘件固溶处理的冷却方式为:在1000 ℃以上保持低冷却速率来降低淬火应力,然后选择油浴作为盘件淬火的冷却方式,入油温度应在1000 ℃左右。     

温度对GH4169合金蠕变行为及机制的影响

在研究了温度对镍基高温合金GH4169蠕变行为及机制的影响基础之上,分析了其断口形貌和蠕变断裂机理。实验结果表明,随着蠕变温度的升高,GH4169合金的稳态蠕变速率逐渐升高,蠕变寿命显著降低,即该合金有极强的温度敏感性。蠕变过程中,γ″相长大聚集,并向δ相转变,随着蠕变温度的升高,γ″相向δ相转变速度加快,晶内的γ″相数量减少,δ相所占体积增加,尺寸增大,次生裂纹数量减少,尺寸减小。当蠕变温度为650 ℃时,断口中存在较多亮白色撕裂棱,韧窝尺寸大小不一,有少量析出物和碳化物;当温度提高到670 ℃时,韧窝尺寸减小,以浅韧窝为主,且出现解理面;当温度提高到690 ℃时,只存在少量韧窝,且δ相的数量显著增多,出现解理台阶,断裂方式为解理断裂或准解理断裂。      

长期时效过程中GH4586合金的微观组织演变机理

系统研究了航空涡轮盘GH4586A和GH4586B合金在700～800℃长期时效时,合金微观组织的演变过程.重点研究了时效过程中沉淀强化相与奥氏体基体的稳定性,尤其是拓扑密排相(TCP相)析出行为及其与时效温度和时效时间的关系.研究表明,长期时效过程中GH4586B合金未见TCP相析出,但γ相随时效时间的延长快速粗化,导致合金室温与高温强度显著衰减.GH4586A合金的γ相长大缓慢,从而保持了稳定的抗拉强度,但在750℃、2000h以上时效时出现了μ相析出在晶界与晶内M6C二次碳化物表面形核并以半共格形式向奥氏体基体内生长,致使合金的塑性有所下降.     

固溶温度对GH742y合金组织及性能的影响

 研究了不同固溶温度对GH742y合金组织及性能的影响。结果表明：经1 140~1 180 ℃固溶处理后，GH742y合金中一次γ′相全部溶入基体，晶粒度明显长大到3~4级；采用(1 040±10)℃×4 h，AC+1 140 ℃×8 h，AC+850 ℃×6 h，AC+(780±10)℃×(10~16)h的热处理后，获得了均匀细小的γ′相，而且合金的综合性能最佳。