固溶时效工艺对GH4169高温合金组织和性能的影响
2021-09-10李荣之曹征宽欧红燕张全新
李荣之,曹征宽,欧红燕,张全新
(重庆钢铁研究所有限公司,重庆 400084)
GH4169是一种镍基高温合金,在650 ℃下具有优异的抗疲劳、抗蠕变、耐腐蚀和抗氧化性能,成为航空航天领域应用最为广泛的高温合金,在高温合金年产量中占45%以上[1-2]。GH4169的合金组元中Ni、Cr含量较高,基体相为面心立方γ相,主要强化相为γ″(Ni3Nb),此外合金中含有辅助强化相γ′ (Ni3AlTi)、δ相和碳化物[3],通过采用固溶时效处理工艺获得。相关文献表明,GH4169合金中的γ″相、γ′相以及δ相析出的温度范围不同、相同温度下不同保温时间的析出效果不同,其组成相的差异对合金的力学性能产生不同的影响[4],因此固溶时效处理温度和时间的变化对于合金的组织产生重要的影响。有研究表明,940~1060 ℃范围进行固溶处理时,δ相的析出和溶解规律不同[5];GH4169合金在750 ℃下500 h、1000 h、1500 h、2000 h的对比试验中,随着时效时间延长γ′相长大粗化、γ″相尺寸增大并向δ相逐渐转化,体积分数下降[6],组织的变化对该合金的抗疲劳性能产生重要影响[7-8]。
本文通过对GH4169高温合金在不同固溶和时效温度下进行热处理,对比不同热处理工艺下的显微组织特征和显微硬度特点,分析文中所述不同工艺条件下GH4169的组织和性能的变化。
1 实验材料及方法
1.1 实验材料
实验材料选用GH4169热轧板材,化学成分如表1所示。

表1 实验材料的化学成分(质量分数,%)
1.2 实验方法
GH4169的典型热处理工艺为固溶、时效处理,温度和时间是影响材料组织的重要因素。其固溶处理的温度依据所需的性能不同,分为标准热处理工艺和高强热处理工艺,为了提高强度可采用更高的温度进行固溶,加热温度达到1010~1065 ℃,时效处理温度620~720 ℃。……
