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GH738镍基高温合金长期时效过程中γ相演变规律
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com
更新时间：2015-01-08
GH738镍基高温合金具有良好的强韧化匹配，在760℃以下具有高的拉伸和持久强度，在870℃以下具有良好的抗氧化性能，广泛装备于航空航天、石油化工领域设备以及各种热端部件。
GH738镍基高温合金具有良好的强韧化匹配，在760℃以下具有高的拉伸和持久强度，在870℃以下具有良好的抗氧化性能，广泛装备于航空航天、石油化工领域设备以及各种热端部件。该合金通过固溶强化、γ'相析出（主要为Ni3（Al，Ti））及碳化物强化等综合作用来达到强化的效果，然而该合金γ'相大约占合金总量的22.6%，γ'相是合金强化的主要来源，合金的性能主要取决于基体中γ'相的百分含量、颗粒大小和颗粒的粗化速率等。但是，之前的研究者都没有定量给出相关γ'强化相长大规律，没有系统地报道该合金长期时效过程中的γ'强化相变化规律。
研究人员针对γ'相形貌及数量进行研究，着重研究GH738合金在不同的时效温度和保温时间下γ'相组织的演化规律，建立γ'相长大动力学方程，γ'强化相定量关系的建立，为今后该合金的进一步发展提供理论依据。
实验采用商用GH738合金，棒材直径Φ48mm。将线切割后的8mm×10mm×10mm时效试样分别进行如下亚固溶及过固溶热处理：
亚固溶热处理Ⅰ：1020℃×4h（AC）＋845℃×4h（AC）＋760℃×16h（AC）
过固溶热处理Ⅱ：1080℃×4h（AC）＋845℃×24h（AC）＋760℃×16h（AC）
试样经上述两种标准热处理后，分别在550、750、800和850℃时效0～4500h后空冷（AC），进而对长期时效后的样品进行γ'相演化规律研究。金相试样制备采用机械抛光和化学、电解侵蚀的方法。通过金相光学显微镜分析晶粒组织，γ'强化相和晶界碳化物（MC，M23C6）通过场发射扫描电子显微镜FESEM观察。试验结果如下：
（1）GH738合金经两种标准热处理后，在时效过程中γ'相随温度的升高和时间的延长而长大，但温度比时间的影响更为明显。γ'相的粗化速率与时效温度和γ'相原始尺寸有关，随时效温度提高，粗化速率急剧增加。同时γ'相原始尺寸的差异，也影响后续粗化过程。
（2）热处理制度的差异对合金硬度影响较大，亚固溶热处理后合金的硬度明显高于过固溶热处理的硬度。两种标准热处理制度下合金时效后的硬度随温度的升高大致呈下降的趋势。
（3）时效温度及时间对合金γ'强化相尺寸及数量产生影响，进而影响硬度变化，而影响硬度最为本质因素为合金中强化相体积分数的差异。
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