高温合金的热处理工艺

正高温合金的性能与其组织有密切关系,组织是通过热处理工艺调整的,包括控制合金的晶粒大小,碳化物形态和分布,以及金属间化合物(γ′)的大小和分布等。对于变形高温合金来说,热处理尤为重要。热处理一般分为:(1)固溶处理:高温合金成分复杂,在凝固冷却中会析出相关的各种相,固溶就是将这些相尽量溶入基     

热处理对12Ni无钴马氏体时效钢微观组织和性能的影响

研究了高温固溶和时效热处理对12Ni无钴马氏体时效钢微观组织和性能的影响。结果表明:在原始固溶态试样中存在粒状和长粒状析出相,经能谱分析为Fe(Mo,Ti)或Fe2Ti型金属间化合物,消耗了大量的强化元素Mo,导致合金时效处理后强度不足(1100MPa);高温固溶处理后消除了粗大析出相,获得单一的板条马氏体组织;进一步改进时效热处理工艺,合金组织呈现弥散分布的纳米尺度的Ni3Mo、Ni3Ti强化相,使合金强度显著提高,达到1225MPa。     

热处理对粉末冶金Inconel 718高温合金组织及性能的影响

以超高转速等离子旋转电极法(SS-PREP法)制备的高球形度Inconel 718高温合金粉末为原料,采用热等静压(HIP)工艺制备了Inconel 718粉末高温合金,重点研究了热处理制度对合金组织和力学性能的影响。实验结果表明:采用SS-PREP法制得的Inconel 718高温合金粉末粒度分布均匀,球形度良好,具有优异的HIP工艺性能;随着固溶温度的提高,合金晶界逐渐变浅,说明晶界析出相数量逐渐减少。时效热处理后,沿晶界析出大量针状δ相,同时还有少量MC碳化物相。在1210℃、120MPa条件下保温保压4h的HIP工艺下,经1020℃固溶热处理后,合金室温抗拉强度可达1404MPa;经980℃固溶处理后,合金在650℃的高温抗拉强度为1153MPa,固溶处理温度为980℃的合金综合性能较好。     

固溶冷却速度对GH4586合金组织及850℃拉伸性能的影响

采用不同的热处理制度,研究了固溶冷却速度对GH4586合金组织和850℃拉伸性能的影响.研究表明,固溶冷却速度快,抑制了γ＇相的析出,时效后γ＇相尺寸在最佳尺寸范围内,M23C6碳化物沿晶界连续析出,合金高温拉伸强度高塑性低;反之冷却速度慢,γ＇相在固溶过程中大量析出,导致时效后γ＇相尺寸过大,而碳化物呈颗粒状断续分布在晶界上,合金高温拉伸强度低,塑性高.固溶分段冷却可以使GH4586合金获得合适的显微组织及高温拉伸性能.     

固溶热处理对新型镍基粉末FGH98Ⅰ高温合金组织与性能的影响

对新型镍基粉末高温合金(FGH98Ⅰ)在不同温度下进行固溶热处理,采用热力学相计算、光学显微镜、场发射扫描电镜及化学相分析等研究了亚固溶和过固溶合金的析出相和显微组织,并综合分析了组织与性能的关系。结果表明:FGH98Ⅰ合金经1130℃亚固溶和1190℃过固溶处理后的析出相均为γ’、MC、M23C6和M3B2等,未发现TCP(拓扑密堆)相。FGH98Ⅰ合金亚固溶热处理后晶粒稍有长大,存在尺寸不同的初次、二次和三次γ′相;过固溶热处理合金的晶粒明显长大,存在单模分布的二次γ′相;前者由于晶粒较小使强度更高,后者因减小二次γ′相尺寸和消除初次γ′相,PPB(原始颗粒边界)和残余枝晶,提高了合金的高温塑性和持久性能,说明不同晶粒尺寸和γ′相特征是FGH98Ⅰ盘件获得双性能的关键因素。     

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。     

固溶处理对2A66铝锂合金力学性能和晶间腐蚀性能的影响

采用常温拉伸试验、晶间腐蚀试验、SEM和TEM检测等手段,研究了固溶处理工艺对2A66铝锂合金显微组织、力学性能和晶间腐蚀性能的影响。结果表明:双级固溶比单级固溶的过饱和度更大,未溶第二相大幅减少,T6时效后晶内析出相(T1相和θ'相)数量增加,尺寸减小,晶界析出相由连续分布变为断续分布,合金的强度和抗腐蚀性能提升;高温预析出固溶在低温固溶阶段析出大量粗大第二相,时效强化减弱,强度显著降低;逐级固溶的过饱和度最大,未溶第二相基本消失,T6时效后晶内析出相细小弥散,晶界析出相间距增大,呈不连续分布,出现无沉淀析出带(PFZ),合金的抗拉强度、伸长率及最大晶间腐蚀深度分别为640.7 MPa、8.9%和39.15μm,即合金同时具有较好的力学性能和抗腐蚀性能。     

热处理对加Al改性HP40合金组织的影响

通过光学显微镜和电子探针研究了热处理对含铝(质量分数)5%～10%的HP40合金组织的影响。结果表明:选择合适的热处理工艺,能使铸态合金中的沉淀相均匀析出;当固溶温度较高时,可观察到析出相非常均匀且尺寸较小。在1220℃及其以上温度固溶处理时,合金中的沉淀相才能完全固溶于基体。     

热处理对Inconel718合金组织及力学性能的影响

针对Inconel 718合金的不同用途,分析研究了4种常用热处理工艺对Inconel 718合金组织和力学性能的影响。结果表明:固溶温度超过1020℃时,奥氏体晶粒显著长大。合金中主要析出相有MC、δ、γ’和γ″相。δ相沿晶界分布,1025℃固溶时呈颗粒状少量析出;950℃固溶时呈块状大量析出;直接时效时呈网状不连续分布。同时,δ相对合金的晶粒度影响较大,且其析出数量和形态决定了合金的韧塑性,γ″、γ’相的析出量和尺寸与晶粒尺寸决定了合金的强度变化。     

不同固溶处理对Cu-Cr系合金组织和性能的影响

热处理工艺调控是提升Cu-Cr系合金性能的有效方法。Cu-Cr系合金的固溶工艺大多选择温度较低的Cu-Cr两相区进行,导致Cr相固溶程度不完全,抑制后续析出强化效果。本研究提出采用高温单相区固溶工艺改善析出强化效果,主要研究不同固溶工艺(Cu-Cr两相区(950℃,4 h)和Cu单相区(1050℃,6h))对Cu-Cr系合金组织和性能的影响。采用电子探针(EPMA)对两种固溶工艺后的元素分布进行表征,并对峰值时效态合金的微观结构采用XRD和TEM进行表征分析。结果表明：与两相区固溶相比,单相区固溶后铸态Cr相充分固溶,时效过程中更多纳米Cr相弥散析出;合金力学性能相比两相区固溶后峰值时效态有较大提升,其中屈服强度提升29.3%,抗拉强度提升25.6%,而导电率并未明显下降。强度理论计算结果表明,析出强化所贡献的屈服强度增量为323.4 MPa,贡献56.9%,析出强化是本研究中最主要的强化机制。     

镍基高温合金端淬梯度冷却过程中γ′相演化规律

研究热处理过程中不同冷却速率对镍基高温合金中γ′相析出的影响;采用Thermal-calc热力学计算、差热分析技术,确定新型镍基高温合金的γ′相完全固溶温度;采用有限元模拟、扫描电镜分析等方法,研究端淬梯度冷却过程中合金的温度场分布及γ′相析出和演化规律。结果表明:该合金γ′相完全固溶温度为1140℃,在端淬梯度冷却过程中,距离喷水端越远,冷却速度越低;随着冷却速度的逐渐减小,γ′析出相的体积分数逐渐增加,γ′析出相的形貌由球形向方形逐渐转变,平均尺寸逐渐增大;时效后合金中析出大量细小三次γ′相,合金硬度增加。     

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。     

亚固溶热处理对镍基粉末高温合金双重晶粒组织的影响

采用热力学相计算、光学显微镜和场发射扫描电镜等实验方法研究了镍基粉末高温合金进行亚固溶热处理对合金双重晶粒组织的影响。结果表明:合金热处理过程中固溶温度和时间是控制合金晶粒尺寸的重要因素。合金中γ'相的固溶温度为1160℃。锻态合金在固溶热处理前先进行亚固溶热处理,可使锻态组织的晶粒尺寸均匀化,有利于固溶热处理控制晶粒尺寸,得到合适的晶粒度;在合金固溶热处理后再进行亚固溶热处理,晶粒尺寸发生适度的粗化和长大,有利于调整固溶热处理后的晶粒尺寸以改善合金力学性能。     

热处理工艺对GH4169高温合金锻件组织与力学性能的影响

分析了固溶和时效热处理工艺对GH4169高温合金锻件组织和室温拉伸性能的影响.结果表明,锻件固溶加热时间过长或重复固溶将降低室温拉伸性能.锻件经正常时效后,强化相已充分析出,延长620℃保温时间还可补充析出少量强化相,使强度提高.δ相的形态和数量影响锻件的室温拉伸性能,尤其影响合金的屈服强度.固溶热处理加热过程对锻件组...     

热处理对TC21钛合金显微组织的影响

对TC21钛合金进行双重固溶+时效热处理,研究固溶冷却速率、温度对合金显微组织的影响。研究表明,初生α相形貌主要受一次高温固溶温度控制,高温固溶冷却速率对次生α相含量及长宽比有显著的影响。高的固溶冷却速率可以保留更多的亚稳定β相,从而在时效过程析出更多细小的次生α相,导致强度增加,塑性及韧性下降。二次低温固溶温度对合金后续的时效响应有显著的影响,高的固溶温度可以保留更多的β相,促使更多细小的转变α相在时效中析出;低的固溶热处理温度导致固溶残余β相相含量减小,时效敏感性降低。时效过程导致残余β相的分解,特别是大块亚稳定β相区。     

热处理对IN783合金组织和拉伸性能的影响

对IN783合金在不同热处理条件下的组织和拉伸性能进行了研究。结果表明:在标准热处理态的N783合金中,一次和二次β相同时存在,晶内形成两种尺寸的γ’相。在低于1150℃固溶处理后,晶粒长大速度慢,一次β相逐渐减少,二次β相析出增加,大尺寸γ’相稍有增加。高温固溶结合水淬处理,并缩短β时效时间,合金内析出密集细小的γ’相。IN783合金的拉伸强度对晶粒尺寸敏感,升高固溶温度后,合金的650℃强度逐渐降低,塑性变化不大。晶内析出密集细小的γ’相对合金晶内有强化作用,使粗晶合金保持了相当的强度。     

GH4169D高温合金锻件持久寿命的影响因素研究

对航空发动机GH4169D高温合金前置扩压器锻件的高温持久寿命和显微组织进行了评定,通过分析锻件本体和试环的力学性能与显微组织,研究了GH4169D高温合金锻件持久寿命的影响因素。结果表明,锻件的晶粒组织、热处理制度及析出相均为影响因素,且析出相η相的含量为主要影响因素,锻件中析出过多的η相会导致强化相γ′相析出不足,从而降低锻件的持久寿命。提高固溶热处理温度和固溶冷却速度,可在一定程度上抑制η相的析出,从而提高锻件的持久寿命。此外,锻造过程中应尽可能保证锻件晶粒组织均匀,避免出现混晶组织,否则也易导致锻件持久寿命不合格。     

热处理对TC21钛合金显微组织的影响（英文）

对TC21钛合金进行双重固溶+时效热处理,研究固溶冷却速率、温度对合金显微组织的影响。研究表明,初生α相形貌主要受一次高温固溶温度控制,高温固溶冷却速率对次生α相含量及长宽比有显著的影响。高的固溶冷却速率可以保留更多的亚稳定β相,从而在时效过程析出更多细小的次生α相,导致强度增加,塑性及韧性下降。二次低温固溶温度对合金后续的时效响应有显著的影响,高的固溶温度可以保留更多的β相,促使更多细小的转变α相在时效中析出;低的固溶热处理温度导致固溶残余β相含量减小,时效敏感性降低。时效过程导致残余β相的分解,特别是大块亚稳定β相区。     

热处理对K445高温合金组织及硬度的影响

研究了热处理对K445高温合金组织及硬度的影响。结果表明，K445合金在保证不出现初溶的情况下，随固溶温度的提高，合金硬度提高；γ＇相及晶界上的二次碳化物溶解的越充分，γ＋γ＇共晶的固溶程度越高，固溶效果越好；时效时间对γ＇相的数量、形貌和分布有明显的影响，时效时间不足，γ＇相析出量少，而时效时间过长，会引起γ＇析出相尺寸过大。     

热处理对Mg-8Gd-2.5Nd-0.5Zr合金组织和力学性能的影响

通过OM、XRD、TEM、SEM和电子拉力试验机等,研究了固溶和时效处理对Mg-8Gd-2.5Nd-0.5Zr(质量分数,%)合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:合金铸态组织由α-Mg基体和含Mg5Gd相、Mg12Nd相的粗大枝晶组成,经过热处理后,合金中方块状颗粒相明显增多,且分布在晶界处;固溶时效态合金析出的纳米尺寸方块相可有效强化合金。时效态合金中β'析出相形态类似多个纺锤形相连接而成,相互之间的夹角呈120°,且具有周期结构。铸态、固溶态和时效态合金在不同状态下的室温拉伸强度分别为:189.3、201.4和251.1MPa。