一种铸造镍基高温合金的显微组织和冲击性能
2021-07-02周丽逯红果马中钢刘洪平殷凤仕李道乾
周丽,逯红果,马中钢,刘洪平,殷凤仕,李道乾
(1.山东理工大学 化学化工学院, 山东 淄博 255049; 2.山东瑞泰新材料科技有限公司,山东淄博256100;3.山东理工大学 机械工程学院, 山东 淄博 255049 )
K4648是高铬铸造镍基高温合金,主要应用于制造900 ℃以下要求抗氧化能力很强的先进燃气涡扇发动机的扩压器、燃烧室和矢量喷口等航空材料部件,基体显微组织由α-Cr、γ'、MC型碳化物、M23C6型碳化物和硼化物组成[1]。K4648合金中铬质量分数高达32%~35%时,析出相出现α-Cr,而关于α-Cr相析出对K4648合金力学性能的影响,相关学者作了大量的研究[2~8]。王改莲等[2]研究了中温长期时效处理后α-Cr析出相对合金冲击性能的影响;董建新等[3-4]研究了不同Cr含量的K4648合金中α-Cr相的析出行为和存在方式;郑亮等[5-6]研究了不同热处理方式及凝固方式对α-Cr相分布和析出的影响;史世凤等[7-8]研究了不同C、Cr 含量对K4648组织和力学性能的影响及不同形态的α-Cr相对合金性能的影响。然而,在实际生产过程中,采用真空感应熔炼炉制备冲击试棒时,常常出现冲击吸收功低的现象。本文对K4648合金冲击吸收功低的原因进行了研究,为后续的生产提供理论支持。
1 实验材料及方法
采用20 kg真空感应炉重熔K4648母合金锭,浇注成φ22~25 mm指型试棒(图1),浇注温度为1 480 ℃。试验K4648母合金的化学成分见表1。试棒经1 180 ℃×4 h空冷固溶处理+900 ℃×16 h空冷时效处理后加工成标准V型冲击试样。采用JBS-300B 型冲击试验机上测试冲击吸收功。采用金相显微镜和FEI Quanta 250型扫描电子显微镜分析热处理后的显微组织,金相试样采用15% (体积分数)硫酸-甲醇溶液电解腐蚀。……