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行业技术|变形量对GH4169合金显微组织和蠕变特性的影响

   更新日期:2017-03-25     来源:建材之家    作者:博一建材  浏览:54    评论:0    
核心提示:GH4169合金是一种沉淀硬化型高温合金,具有优良的抗蠕变性能和热疲劳抗力,广泛用于制造先进航空发动机涡轮盘部件。等温锻造是制备GH4169合金的常用技术。通过标准或直接时效热处理之后,等温锻高温合金的显微组织包括γ基体、γ′、γ″及NbC碳化物相。其中,γ″相为合金主要的强化相。与传统水平轧机相比,热连轧技术旨在
博一建材讯:GH4169合金是一种沉淀硬化型高温合金,具有优良的抗蠕变性能和热疲劳抗力,广泛用于制造先进航空发动机涡轮盘部件。等温锻造是制备GH4169合金的常用技术。通过标准或直接时效热处理之后,等温锻高温合金的显微组织包括γ基体、γ′、γ″及NbC碳化物相。其中,γ″相为合金主要的强化相。与传统水平轧机相比,热连轧技术旨在通过细晶粒强化作用使合金获得更高的屈服强度和抗蠕变性能。

事实上,高温合金的蠕变机理与加工技术即形变工艺有关,例如等温锻造和热连轧。相比等温锻造技术,热连轧技术是一种以较大变形量来加工形变Ni基高温合金的新尝试,它包括一些突出的特点,如工艺流程短、能量消耗少和生产成本低。在热连轧过程中获得的较大变形量可以增强变形强化作用以改善合金的显微组织和性能。但是,热连轧或变形量对GH4169高温合金显微组织和蠕变性能的影响尚不清楚。

研究人员通过等温锻或热连轧加工的GH4169棒材研究了变形技术和变形量对合金显微组织和蠕变性能的影响。试验用GH4169合金通过真空感应炉熔炼,浇铸成锭,铸锭通过下列两种方式加工成棒材:(1)在1020℃等温锻造成方坯,变形量约为45%;(2)在1100~1070℃温度范围和空冷,通过8道次的热连轧将约Φ50mm的铸锭加工成Φ25mm的棒,变形量约为75%。加工成的棒材分别经直接时效处理:720℃,8h,炉冷至620℃(50℃∕h的速率);620℃,8h,空冷。试验结果:

直接时效后,合金中弥散析出大量的细γ″相具有重要的强化作用。与等温锻合金相比,热连轧过程中所形成的“预先存在的”致密位错的变形强化作用能够明显地改善合金的抗蠕变能力,它是使合金具有更好抗蠕变性能和更长寿命的重要原因。

热连轧过程中的变形特点是激活了晶粒中的位错孪生和滑移,它有利于位错的多系滑移,蠕变过程中可以消除应力集中,从而改善合金的抗蠕变性能,延长合金的蠕变寿命。

通过等温锻和热连轧两种变形工艺加工的合金,蠕变断裂的主要机理均表现为:在蠕变后期,沿晶界垂直于作用应力轴出现微裂纹,并沿晶界扩展直到发生解理断裂。

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