二次时效处理对GH2696合金组织和性能

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GH合金是以Fe.25ni-12Cr为基体的合金。高温合金,含少量钛、铝、钼和微量硼。它具有较高的屈服强度、耐久性和℃下的蠕变强度、良好的高温弹性和耐气体腐蚀性和加工可塑性。适用于制造长期工作在℃以下的涡轮和压缩机。紧固件、圆盘、工作叶片、涡轮机外壳和环形零件。零件(包括连接环),以及在40℃和50℃下工作的圆柱形。螺旋弹簧等。合金的短时工作温度可达℃。合金可以生长生产各种形状的变形产品,如锻件、环、棒、板、带、线等。

样品制备和测试方法

本实验使用的合金是真空感应炉和真空坯料。采用炉内双真空工艺生产的规格为毫米的钢锭,以及然后用空气锤锻造钢坯,热轧成毫米的圆钢,经过几次固溶、润滑、冷拔,对面距离为。9mm冷拉六角形材料,并切割样品进行热处理。合金的化学成分如表1所示.本实验主要研究二次时效处理对GH合金的影响。选择的两种热处理制度分别是有,I:℃x2h油冷,℃x16h风冷;Ⅱ:℃x2h油冷,℃×16h风冷,℃×16h风冷。比较两种热处理制度下室温下样品的拉伸性能(屈服强度)度、拉伸强度、伸长率和面积收缩率)、室温硬度、冲击冲击韧性和℃耐久性。

测试中使用的测试

设备:GWS-拉力试验机,M5CG3布硬度计、NC冲击试验机和rd.50微控制器。电子蠕变耐久试验机,并使用奥林巴斯LEXT两种热处理制度下的激光共聚焦显微镜观察合金显微组织的差异。

合金的力学性能和表观显微组织

热处理后,按照国家标准的要求对样品进行机加工,并测试了室温拉伸强度、室温硬度、冲击韧性和℃高温持久性能。为保证测试数据的准确性,每项性能测试两组样品,具体测试结果见表2。每种热处理制度下检测到的两组性能指标相差不大,因此将变化率与每种热处理制度下得到的平均力学性能进行比较,分析二次时效热处理对GH合金性能的影响。

热处理后的金相样品按两种制度分别抛光,用激光共聚焦显微镜观察其微观结构编织。从图1(a)和(b)可以看出,在放大倍后,两种热处理后样品的晶粒尺寸没有差异,因为GH合金样品是经过锻造、开坯、热轧和冷却的钢锭。它是通过拉伸变形制备的,所以它的化学成分和原件一样组织。两种热处理系统的区别在于系统II是在固溶体中。第一次时效处理后,进行℃16h的第二次空冷时效处理,热处理温度远低于GH合金。状态再结晶温度,所以热处理后样品的晶粒尺寸由两组决定。

从图1(C)和(D)中可以看出,使用0倍镜头静止在两种热处理制度下,样品的微观结构都无法观察到。显示差异。这是因为GH合金中1’的含量较少体积分数仅为10.15%,R7相尺寸为5-30nm。且与基质保持一致应力,因此很难使用光学显微镜。很难直接观察到1’相的形态。

分析讨论

高温合金的强化方式主要为固溶强化,第二相和晶界强化,后两种强化方法通常也称为沉淀。加强GH金依靠元素Mo实现固溶体强度,提高原问题产生晶格畸变的结合力,减少堆积。层错和短程有序或其他原始偏析可以减少固溶体。体元素的扩散能力,提高再结晶温度,达到强使基体合金化的目的。

GH台盘是以Fe-25Ni-12Cr为基体的时效强化台金.主要依赖于第二相强化,该台金中Ni,AI型T。相强化相体积分数为10~15%。作为依靠,相强化的高温台金,GH合金的高温强度取决于T。相的体积分数、7相半径及T’相和T的固溶化程度等因素。主要强化机制有:共格应变强化、OT0wan绕过强化机制、位错切过第二相有序粒子强化机制等,其中后两种强化机制起主要作用。对于时效强化型高温舍金,Orowall绕过机制所其强化效果为:Ar=口GⅣ2一,位错切割第二相有序粒子的强化效果为:Af:o28—;叁,¨rm,上述两个公式中,f为√∞2。析出相体积百分数,r为析出相平均半径,h为r相有序析出增加的筹界倒”。从Orow越公式可以看出,f愈大.r愈小,则强化效果愈显著。当f一定时.r愈小,强化效果血好。r大时,强化效果不好,相当于过时效阶段。从位错切过第二相强化公式可知,对于时效强化型合金而言,析出的7’相强化是有序的,有相当大的筹界能,筹界能的增加即是第二相质点引起强他的主要原园。

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由此可知,不论是对于Orow柚绕过强化机制还是位错切过第二相有序粒子强化机制,增加析出T,相的体积分数,减少T’相之间的距离都可以起到强化合金的作用。根据表2中两种热处理制度下各项机械性eE变化的比例,以及强度提高同时塑性和冲击韧性下降这一规律,可以判定是由于二次时效热处理使得GHd台金T基体中有二次佣析出,由于二次时效处理温度低(℃),时间也不长(16小时),因此=次T’相细小,弥散地分布在基体上,增大了7相的体积分数减小了1′相之间的距离,阻碍了位错。移动或切割第二相粒子,从而改善合金。但同时,合金的塑性和冲击韧性下降。正确就℃的耐久性而言,只测试了50个小时在两种热处理制度下制备的样品的内部性能、测试时间。都是50小时以上,所以没有发现这个性质的变化。

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结论

1)对GH合金进行。Cxl6h的二次型时效热处理可以显著提高合金的室温屈服强度,室温下的抗拉强度和硬度,而塑性和冲击韧性67衰落;2)二次时效热处理可以析出细小的Y7相,增加Y,相的体积分数减小了1′相之间的距离,阻碍了位错的输运。动,提高合金的强度。



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