激光立体成形GH4169高温合金γ″相的高温粗化行为
2014-11-30明宪良杨海欧
材料工程 2014年8期
明宪良,陈 静,谭 华,杨海欧,林 鑫
(西北工业大学 凝固技术国家重点实验室,西安710072)
GH4169是一种沉淀强化型Fe-Ni基高温合金,具有使用温度高、可承受应力大、耐腐蚀性能好等特点,广泛应用于航空发动机、工业燃气轮机和航宇结构部件中,如整体叶盘、鼓筒轴、机匣等关键结构[1,2]。对于GH4169高温合金,传统成形方法主要有锻造,铸造和焊接。锻造GH4169合金力学性能良好,但不适于成形复杂结构零件。铸造可以实现复杂结构零件,但通常铸件的力学性能较低,而且容易形成缺陷,特别是当铸锭尺寸较大时,容易产生元素Nb的偏析,导致Laves相的析出、白斑和黑斑等严重问题[3-5]。20世纪60年代,粉末冶金工艺开始应用于航空发动机叶片、涡轮盘和其他发动机零件的制造。粉末冶金法成形的零件组织均匀,晶粒细小,但容易存在异质夹杂、热诱导孔洞和原始颗粒边界等缺陷[6,7]。20世纪90年代开始得以迅速发展的激光立体成形技术(Laser Solid Forming,LSF)为高温合金的近净热成形提供了一条新的实现途径,该技术结合了快速原型技术和激光熔覆技术的特点,以实现高性能复杂结构金属零件的无模具、快速和全致密近净成形为目标[8,9]。
GH4169合金的主要强化相为γ″相,在高于650℃长期使用的情况下,一方面γ″相将转化为δ相,另一方面,γ″的尺寸将变大。作为γ基体中的沉淀强化相,γ″存在一个临界尺寸,大于这个临界尺寸后γ″相与基体失去共格关系,强化作用将逐渐降低。因此,激光立体成形后主要强化相γ″相的尺寸稳定性是一个需要研究的问题。……
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