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固溶处理对GH4698镍基高温合金海水腐蚀行为的影响
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com
更新时间：2015-06-11
GH4698合金是一种以铝、钛、钼、铌时效强化型镍基高强度变形高温合金，主要用于温度不超过750℃的涡轮盘。
GH4698合金是一种以铝、钛、钼、铌时效强化型镍基高强度变形高温合金，主要用于温度不超过750℃的涡轮盘。热处理工艺不同，得到的材料的性能也有差别，因此涡轮盘使用时热处理工艺不同，得到的相应的使用性能也不相同。且当其作为航海发动机的燃气轮机涡轮盘材料时，虽然Ni基高温合金材料较耐腐蚀，但是在海水中含有大量的Cl-，而Cl-是引起金属腐蚀的一个十分重要的因素，GH4698合金在海水中也会发生腐蚀。若对其发生的腐蚀不重视，有可能发生破坏性故障，造成严重的后果。研究人员通过对锻态和不同固溶热处理工艺的GH4698合金在不同浓度的NaCl溶液中进行电化学腐蚀实验研究，获得固溶处理工艺对腐蚀行为的影响规律，对燃气轮机涡轮盘用GH4698合金提供腐蚀性能的理论依据。
实验材料采用经过3种不同固溶处理的GH4698合金，编号分别为0#、1#和2#。其中，0#为锻态；1#为锻态后1次固溶处理，固溶处理工艺为1100℃保温8h、空冷；2#为锻态后2次固溶，固溶处理工艺为1100℃保温8h、空冷、1000℃保温4h、空冷。试样尺寸为15mm×15mm×2mm，试样表面用600#、800#、1000#和1500#的砂纸逐级打磨并进行抛光，经酒精和丙酮清洗为金相观察和电化学腐蚀实验备用。电化学实验腐蚀介质为NaCl与去离子水按质量百分比配制的模拟海水溶液，浓度3.5%、5.5%、7.5%、9.5%配制，其中3.5%为标准模拟海水溶液。
实验设备为CHI660D电化学分析仪，采用经典三电极体系，研究电极为待测试样，辅助电极为铂电极，参比电极为饱和甘汞电极。工作电极工作面积为78.5mm2，测试温度为室温。通过观察各编号试样的金相组织，结合各热处理工艺制度分析材料所经历的组织性能变化历程，对比经过不同工艺下材料组织的差异，分析不同热处理工艺对材料组织性能的影响。将试样在各模拟海水溶液中进行电化学腐蚀，测量极化曲线，实验时测试参数设置为极化曲线扫描速度为0.01V/S，电压变化范围为-1.5V-0.5V。通过对比各组试样腐蚀行为的差异并结合各组试样的金相组织分析不同固溶处理工艺对材料腐蚀行为的影响。试验结果如下：
（1）锻态组织中存在回复特征，表明锻造过程有动态再结晶行为，锻态试样为动态回复再结晶的细小均匀晶粒由固溶体基体相和强化相组成，1次固溶处理试样为晶粒长大后的过饱和固溶体并含有细小强化相，2次固溶处理试样为晶粒长大后的过饱和固溶体并含有数量多于1次固溶处理时的大、小强化相。
（2）动态回复再结晶后的细小均匀组织在中间浓度5.5%和7.5%NaCl溶液的耐蚀性较好，低浓度3.5%NaCl溶液耐蚀性最差；1次固溶后的长大晶粒过饱和固溶体在低浓度耐蚀性最好，在中间浓度耐蚀性最差；2次固溶后的晶粒细化、强化相析出长大的过饱和固溶体在高浓度9.5%NaCl溶液耐蚀性最好，在低浓度耐蚀性最差。
（3）随着NaCl溶液浓度增加各试样的腐蚀速率呈现波动变化状态。第二相和碳化物所引起的内部腐蚀在低浓度3.5%NaCl溶液下的影响明显。中间浓度下，随着固溶处理次数增加，腐蚀速率增快，在9.5%浓度时，随着固溶处理次数增加，腐蚀速率减小。固溶处理合金的腐蚀行为存在多种影响因素或是腐蚀机制的共同作用。
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