固溶及稳定化工艺对GH738合金碳化物和γ'相析出规律的影响北大核心CSCD

实验研究固溶及稳定化处理工艺对GH738合金碳化物及γ'强化相析出规律的影响。以标准热处理:1020℃×4 h/AC(空冷)+845℃×4 h/AC+760℃×16 h/AC和1080℃×4 h/AC+845℃×24 h/AC+760℃×16 h/AC为基础,调整稳定化阶段保温时间。研究了该合金稳定化过程中碳化物及γ'强化相析出和回溶规律,绘制了γ'强化相长大曲线。结果表明,1020℃固溶后,稳定化时间的延长使晶界析出碳化物增多且呈现半连续分布;而经1080℃固溶后,碳化物析出沿着晶界呈连续状分布;同时,经两种固溶温度处理后,稳定化时间延长,γ'强化相长大符合Oswald熟化规律;经1020℃标准热处理后,合金具有较好强塑性配合,尤其在塑性指标方面有明显优势;而经1080℃标准热处理后,合金持久性能表现更佳。     

固溶温度对GH864合金组织性能的影响

对GH864合金进行3种固溶温度：1040、1060、1080℃×4 h/AC＋双时效（845℃×24 h/AC＋760℃×16 h/AC）热处理,并对其组织和力学性能进行了研究。结果表明：随着固溶温度的提高,晶粒尺寸出现明显长大,但增长速率越来越小,碳化物连续均匀分布在晶界上,同时,均匀的γ＇强化相在基体上弥散析出;在合金性能上,随着固溶温度的提高,合金的高温拉伸伸长率、断面收缩率及室温冲击韧性都逐渐下降;然而,合金的高温815℃抗拉强度基本不变,其高温屈服强度及室温硬度经过1060℃固溶后出现峰值,同时合金的815℃/325 MPa持久性能及高温裂纹扩展速率在该固溶温度下表现出最佳的性能。综合该合金强度和塑性的最佳匹配,确定了GH864合金叶片热处理的最佳固溶温度及时效处理控制工艺为：1060℃×4 h/AC＋845℃×24h/AC＋760℃×16 h/AC。     

热处理对一种镍基高温合金组织和持久性能的影响

研究1220℃×4h固溶+1150℃×4h时效+870℃×24h时效、1220℃×4h固溶+870℃×24h时效和直接进行1100℃×4h三种热处理制度对一种新型镍基高温合金组织和性能的影响.结果表明,这三种热处理制度都能明显提高合金在1100℃/40 MPa的持久寿命,分别将其由24h提高到65、64和53 h.合金的组织铸态由γ、γ'以及少量的MC碳化物和M382硼化物组成.γ'体积约占58％.合金经过固溶+二级时效的处理,MC碳化物主要以颗粒状分布在晶界.同时γ'分为两种尺寸和形态.经过高温固溶+时效热处理后,发生了MC向M23C6退化的反应,使合金的塑性降低.γ'形状为规则的立方体,且尺寸只有0.4 μm.直接1100℃时效也使合金析出两种尺寸和形态的γ',而且使碳化物变得细小.     

热处理工艺对铸造高温合金K480组织的影响

采用光学显微镜、扫描电镜对K480镍基高温合金的铸态组织和不同固溶、时效处理后的组织进行了观察。研究了不同固溶和时效处理对K480合金组织行为的影响。结果表明,合金经过1130℃亚固溶处理后,组织为大小两种尺寸的γ’相;经过1190、1210和1230℃过固溶处理后空冷,析出均匀的γ’相,并且随着固溶温度的升高,碳化物和共晶的含量逐渐降低。一次时效处理,固溶态γ’相平均尺寸随时效温度升高而增大,合金经1050、1090和1110℃×4 h时效后,γ基体通道中均有更细小的三次γ’相析出,而在之后的二次时效和全时效过程中,这些细小的三次γ’相又重新溶解到基体或周围的大尺寸γ’相中。     

GH710高温合金长期时效中的组织演变

研究标准热处理(1180℃×4 h/AC+ 1080℃×4 h/AC+845℃x24 h/AC+ 760℃×16 h/AC)后的难变形镍基高温合金GH710在650℃和870℃经0～3000 h长期时效后的组织演变.结果表明:650 ℃时效时,γ '相粗化不明显,晶界碳化物基本不变,合金组织稳定性良好;长期时效时,γ'相的粗化行为遵循扩散控制的L-S-W粗化机制,且时效温度越高,粗化速率越大;870℃时效时,一次γ'相急剧粗化,但时效2000 h后发生部分回溶,晶界碳化物聚合粗化现象严重,且硬度值也下降明显.     

GH864合金870℃高温时效过程中强化相的退变

利用光学显微镜、场发射SEM等手段,对标准热处理（1080℃×4 h/AC＋845℃×24h/AC＋760℃×16h/AC）后的GH864镍基合金分别在650℃和870℃进行长期时效,研究长期时效温度和时间对合金组织和性能的影响。结果表明,GH864合金在650℃时效1000 h过程中,随着时间的延长γ＇相长大不明显,晶界碳化物及γ＇相尺寸分布状态几乎保持不变,基体中有三次γ＇相析出,随着时效时间延长硬度增加,体现了合金在该温度下良好的组织稳定性;在650℃及870℃长期时效,γ＇相随温度升高及时间延长而粗化,其规律遵循L-S-W理论,且温度越高,粗化速率也越大,温度比时间的影响更为明显;在870℃温度时效3000 h过程中,γ＇相急剧长大及其体积分数逐渐降低,γ＇相时效后期的长大速率较初期减缓;同时,合金中的晶界碳化物逐渐溶解消失,局部位置γ＇相完全溶入基体并导致复杂的合金元素反应,形成复杂组织,最终导致合金硬度下降,合金发生了明显退化。     

固溶处理对K447A高温合金碳化物组织的影响

利用场发射扫描电镜分析了K447A合金在不同固溶+相同时效处理下碳化物的组织及析出行为。结果表明,铸态K447A合金中初生碳化物为MC型,呈块状、骨架状和汉字状,分布于枝晶间和晶界上;热处理后初生MC碳化物呈破碎状,表面形成一层γ'相包覆层,在热处理过程中,初生MC碳化物的成分发生变化,TaC、TiC、WC等初生碳化物发生了分解,HfC受影响程度最小;热处理后初生MC碳化物附近的枝晶间和残余共晶区域析出大量以HfC为主的细小弥散分布的颗粒状二次MC碳化物,1185 ℃固溶2 h+870 ℃时效20 h时,二次MC析出量最多。     

热处理对K403镍基高温合金组织和性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜对K403镍基高温合金的铸态组织和不同固溶和时效处理后的组织进行了观察,研究了不同固溶和时效处理对K403合金组织、抗拉强度、硬度的影响.结果表明,合金经过1140,1180℃不完全固溶处理后,组织为大小2种尺寸的γ'相;经过1210℃完全固溶处理后空冷,均匀析出0.2μm的γ'相.时效后,合金抗拉强度和硬度得到提高.经1190℃,4 h,AC 940℃,16 h,AC处理,合金获得最佳的抗拉强度和硬度.经1190℃,4 h,AC 980℃,16 h,AC处理,γ'相长大到0.6μm,导致合金硬度相对下降.     

热处理对Ni基高硼合金组织的影响

研究了一种含硼量为0.11%的高温高强合金的相变,以及热处理对其组织的影响。结果表明,合金的铸态组织主要由γ相、二次γ′相、γ/γ′共晶和硼化物组成。固溶处理时,方块状二次γ′相和硼化物发生固溶,且随着固溶温度的升高,二次γ′相和硼化物尺寸减小;时效过程中,从过饱和的γ相中重新析出细小的三次γ′相,且数量随固溶温度的升高而增加。经过1120℃×4 h,AC+900℃×10 h,AC的固溶时效处理后,合金可以获得细小弥散分布的硼化物、以及二次和三次γ′相综合强化的理想组织,合金在800℃的抗拉强度可达1030 MPa,并兼具良好的塑性。     

热处理对低Re镍基单晶高温合金组织的影响

研究了不同参数的热处理制度(均匀化+固溶+一次时效+二次时效处理)对第二代低铼镍基单晶高温合金组织的影响。结果表明:均匀化和固溶处理几乎消除了合金元素的偏析和共晶组织。随着高温固溶处理温度的升高,γ'相的形貌从立方形逐渐变为近圆形,尺寸变化不明显,在1320℃时,立方度最佳且尺寸约为360 nm。随着一次时效温度的升高,γ'相尺寸逐渐由固溶态时的360 nm增大到435 nm;温度过高时(1200℃),出现γ'相的边角钝化、部分γ'相连接的现象。随着一次时效时间的延长,γ'相的立方度先逐渐升高,随后出现钝化现象。在900℃时进行二次时效,γ'相有着规则的立方度,尺寸细小均匀。该单晶合金的最佳热处理工艺为:1270℃/2 h+1280℃/2 h+1320℃/4 h,AC+1100℃/4 h,AC+900℃/24 h,AC。     

固溶和时效温度对改型In617耐热合金组织的影响研究

采用箱式电炉、光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)研究了改型In617锻态组织随固溶温度变化的规律以及碳化物、γ'相随时效温度变化的规律,结果表明:随着固溶温度的升高,合金晶粒尺寸经历了缓慢长大,局部粗化和快速长大三个过程。随着时效温度的升高,碳化物逐渐从晶界析出,从断续状演变至网状,γ'也逐渐在晶内均匀析出和长大。综合晶粒长大倾向和碳化物以及γ'相的形态,推荐固溶温度为1100℃,时效温度为750℃。     

K447A合金的热处理组织和拉伸性能研究

通过对K447A合金在不同热处理状态下的显微组织观察和拉伸性能测试,研究了合金显微组织的演变规律及其对拉伸性能的影响。结果表明,合金铸态组织主要包括γ基体、γ′相、碳化物及γ/γ′共晶,碳化物多分布于晶内枝晶干和晶界。固溶处理后,γ′相由大、小两种尺寸的组成,碳化物发生"碎化",且由γ′相包覆,同时枝晶间处析出了细小的MC型碳化物。高温(1100℃)时效热处理使γ′相长大,同时再次析出细小γ′相;低温(870℃)时效热处理则使γ′相形貌接近长方形。拉伸性能结果表明,合金经固溶热处理和时效热处理后的抗拉强度相近,但时效热处理后的伸长率有所增加。     

热处理对定向镍基高温合金DZ951γ''相的影响

采用光学显微镜和SEM研究了热处理对定向镍基高温合金DZ951组织的影响.结果表明选择合适的热处理工艺,能使铸态合金中较大的错配度减小甚至消失.固溶温度越高,γ'相的尺寸越大.在1200℃及其以上温度固溶处理时,γ'才能完全固溶于基体.固溶温度相同时,随着保温时间的延长,γ'相的尺寸增大.在1220℃固溶后进行时效处理,随着时效温度的升高,析出γ'相的尺寸增大.时效温度越高,γ'相的长大趋势越明显.合金经固溶处理和二级时效处理后,可获得两种尺寸的γ'相.     

镁合金铸轧过程中表面点状偏析形成机制

研究了DD6单晶高温合金二次γ'相的析出规律和二次γ'相对持久性能的影响.结果表明;DD6合金固溶保温后炉冷,基体通道内有细小的二次γ'相析出;固溶后1120℃/4 h一次时效空冷,基体通道内有大量的二次γ'相析出;固溶后1120℃/4h一次时效炉冷,基体通道内没有二次γ '相析出;固溶并一次时效后在870℃二次时效过程中,随保温时间增加二次γ'相逐渐溶解,32 h时效后二次γ'相完全消失,在随后空冷过程中没有二次γ '相析出.基体通道内的二次γ'相阻碍基体中位错的运动,促使位错剪切一次γ'相,因此基体通道内的二次γ'相降低DD6合金760℃/785MPa持久寿命;DD6合金标准热处理后,基体通道内的二次γ'相消失,760℃/785MPa持久寿命显著提高.     

激光快速成形粉末高温合金的力学性能研究

对激光快速成形粉末高温合金的组织和性能进行了研究.结果表明,激光快速成形沉积态组织中γ'沉淀相的析出受到抑制,γ'沉淀相在γ基体中的体积分数小,γ'相的平均尺寸显著细化.在热处理制度为1165℃固溶2 h空冷 760℃时效16 h空冷的基础上,适当延长时效时间将有助于细小γ'沉淀相的长大,使固溶时效态组织的抗拉强度提高到P/M HIP标准的89%,屈服强度已经接近粉末冶金水平,显示出较好的强化效果.     

镍基耐蚀925合金均匀化及固溶过程组织演变规律

为研究925合金在均匀化及固溶过程中组织演变规律,利用金相显微镜、扫描电镜和能谱分析等对经真空感应熔炼(VIM)和保护气氛下电渣重熔(ESR)双联工艺冶炼的925合金的原始铸态、均匀化态、锻态和固溶态的组织和析出相进行分析。结果表明:铸态组织中含有TiN、MC、γ'相、σ相以及η相;1160℃退火5 h可使γ'相、σ相及η相回溶,退火20 h偏析基本消除;在950～1070℃固溶过程中,主要析出相M_(23)C_6在晶界析出量逐渐减少,高于1040℃时晶粒急剧长大。     

固溶时效热处理对A286合金组织演变规律的影响

对A286铁基高温合金进行固溶温度+时效两段式热处理工艺优化研究。采用固溶热处理制度为930~1020℃/4 h/WC,固溶时间为0~4 h。合金时效研究采用640~790℃/4 h/AC热处理;在时效温度730℃条件下,研究0~16 h时效时间对合金组织及性能的影响。结果表明:随着固溶温度上升和时间延长,合金晶粒尺寸有一定程度长大,但硬度逐渐下降;随着时效温度提高及时间延长,合金的硬度先升高而后降低;在固溶热处理过程中,合金随着固溶处理温度提高及时间的延长,γ'相回溶入基体;当固溶后的时效温度提高至700℃才析出γ'强化相;随着时效时间延长,析出的γ'强化相发生粗化;合金时效γ'强化相粗化过程符合Ostwald熟化长大规律,计算值与实际值相关系数大于97%;同时,确定了最佳的热处理工艺制度。     

铸造镍基高温合金M963的显微组织研究

研究了经 16 5 0℃高温熔体处理后的铸造镍基高温合金M96 3在铸态和热处理态的显微组织 ,测定了其室温和高温拉伸性能。结果表明 ,M 96 3合金在铸态下具有良好的塑性 ,组织由γ固溶基体、γ 析出相及分布在枝晶间的γ +γ 共晶和细小骨架状MC碳化物组成 ;经 12 10℃× 3 5h空冷处理后 ,沿晶界、枝晶界析出方块状M6C碳化物 ,在晶内析出针状M6C碳化物 ,导致拉伸性能尤其是高温拉伸性能显著降低。     

铸造高温合金K480及DD407热处理中γ'相的析出行为

选取两种典型铸造高温合金DD407及K480,研究其固溶及时效过程中γ'相析出行为。结果表明,经热力学平衡相图计算获知,铸造高温合金K480及DD407合金的凝固温度范围是158、30℃,室温下γ'相体积分数分别为54%,80%;合金在凝固或固溶后的冷却过程中,γ'相形核率低,长大速率高,γ'相粒子易于长大;当其尺寸超过临界尺寸就会发生分解;两合金经过固溶后,较大尺寸的一次γ'相溶解后重新析出较小的二次γ'相;在一次时效空冷热处理后,合金在立方状的二次γ'相通道周围析出弥散细小球形三次γ'相;经过二次时效后,三次γ'相回溶、扩散直至消失,同时二次γ'相进一步长大,立方度增加。     

热处理对热锻模材料GH4698组织和性能的影响

研究了不同固溶温度和和冷却方式对GH4698合金的组织、室温性能、高温性能及断裂韧性的影响。结果表明:1030℃低温固溶,合金获得细小均匀的晶粒尺寸;1030℃固溶+炉冷,γ′相初始尺寸偏大,屈服强度偏低,而1030℃固溶后空冷可以获得960 MPa室温屈服强度和750 MPa的750℃高温屈服强度,750℃高温断裂韧性达到13 kJ/m²;1100℃高温固溶,晶界碳化物包膜,且大中尺寸γ′相与小尺寸γ′相的质量比值高,导致屈服强度不足;相比航空件标准热处理制度,模具材料用GH4698合金采用1030℃×8 h/AC、1000℃×4 h/AC、760℃×16 h/AC+700℃×16 h/AC的热处理制度,可以获得750℃服役温度下最佳的屈服强度和足够的塑性,满足热模锻的使用要求。