寇金凤 聂义宏 白亚冠 张 鑫

(天津重型装备工程研究有限公司，天津300457)

GH4169镍基高温合金在650℃以下使用时表现出优异的屈服强度和蠕变强度、较高的塑性和韧性、良好的耐腐蚀和抗氧化性，因而在航空发动机上用量很大，例如转动部件的压气机叶片、涡轮盘、鼓筒轴，非转动部件的机匣、紧固件、扩压器等[1-2]。

GH4169镍基合金中的Nb元素含量在5%以上，导致合金锭很容易在凝固过程中产生成分偏析，析出大量富含Nb元素的Laves相，见图1。Laves相的存在会造成GH4169镍基合金的塑性下降，同时低熔点Laves相的存在还会提高GH4169合金热处理加工的难度[3]。均匀化工艺选取不当，还会在较低温度下发生初熔，形成孔洞。合适的均匀化处理可使合金基体中的Nb在Laves相回溶的过程中得到充分的扩散，使laves相逐渐回溶到基体中，而不发生初熔[4]。本文通过共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)动态原位地观察了GH4169合金在不同升温速率下laves相的初熔过程，得出了一级均匀化过程中适宜的升温速率范围，为工业生产提供科学参考。

图1 GH4169自耗锭laves相偏析Figure 1 Laves phase segregation ofGH4169 consumable ingot

表1 GH4169合金化学成分(质量分数，%)Table 1 Chemical composition of GH4169 alloy(mass fraction,%)

1 试验材料及方法

研究的GH4169镍基合金材料来自VIM+VAR真空感应熔炼+真空自耗熔炼工艺得到的2.5 t自耗锭。直径约475 mm，长1840 mm，该合金化学成分见表1。在自耗锭冒口端切取200 mm厚的盘片，从盘片截面上切取∅6.5 mm×3.5 mm的圆柱形高温金相试样进行铸态组织分析和凝固规律研究，取样部位为盘片中心。将试样进行打磨、抛光，并用硫酸铜腐蚀液进行浅腐蚀，腐蚀状态以能观察到laves相为准。……