热处理对GH901合金组织和硬度的影响
发布时间:2017-07-14 19:15
作者:互联网
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GH901
合金是一种高Ni含量的Fe-Ni合
金,该合金在高温下具有较高的
强度、抗氧化性,在650℃以下长期使用,组织性能稳定,具有良好的综合性能。GH901合金在英美等国家的喷气发
动机上已广泛应用。我国引进该合金主要用于制造发动机的涡轮盘、压气机盘、轴颈以及
紧固件。随着某发动机的国产化,GH901合金的
需求量将大幅增加。GH901合金主要通过
锻造工艺成型,然后再经
固溶和
时效处理来获得所需的组织。在实际
生产中发现,合金的
硬度经常会出现不合格的情况或者下限值。针对这种情况,研究人员对GH901合金经过不同温度的
热处理后,对其进行了金相组织观察和硬度
测试,分析不同时效温度对GH901合金组织和硬度的影响,试图找出造成合金硬度值偏低的原因。选用入厂复验的GH901高温合金,生产中一直沿用的某材料
标准热处理制度:1090℃×3h,WC;775℃×3h,AC;720℃×24h,AC。试验合金的固溶处理制度为1090℃×3h,水冷;时效处理分别在600、700、775、800和900℃下进行,时效时间均为3h,试样出炉后快速水淬以保留合金的高温组织。首先清除试样表面的氧化皮,然后采用布氏硬度机测定不同时效处理后合金的硬度值,所用压头直径为Φ5mm,
载荷为7.5kN,加载时间为12s。金相试样采用Nimonecle
腐蚀液,腐蚀后试样在金相显微镜下进行观察拍摄,并对其
晶粒度进行评级。试验结果表明:(1)随着时效温度的升高,GH901合金的晶粒尺寸略有增大,晶
粒度保持在1~2级左右。(2)经过不同温度热处理的合金,其硬度变化较大。只进行固溶处理时合金的硬度最低;随着时效温度的升高,合金的硬度值先增大后减小。其中时效温度在775℃时,合金的硬度值达到最大值343HB。而当时效温度超过800℃时,合金硬度随着时效温度的升高而下降。900℃时效的硬度值明显低于800℃的硬度,其仅为226HB。合金经过二次时效后,硬度值略有升高,为345HB。(3)对于GH901合金而言,时效处理对合金的晶粒度影响并不明显,对硬度值的贡献,H-P关系式并不适用。
相比一次时效,经过二次时效后,合金的硬度值略有提高,但并不明显。推测原因为,经两次时效的显微组织存在两种尺寸的γ′相,大尺寸γ′是一次时效过程析出的,并在二次时效中略有长大。小尺寸γ′是在时效过程中补充析出的。另外,二次时效的作用主要是
调整强化相的大小以获得合适的微观组织,调整组织的均匀性,从而获得了强度和塑性的最佳配合。因此,时效处理对合金的硬度起决定性的作用。要想提高合金的硬度,
控制好一级时效处理很重要。(晓红)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。