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Nb含量对GH4169沉淀强化型镍基高温合金钢锭偏析规律的影响

发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司更新时间：2013-07-11

GH4169合金是目前使用量最大的沉淀强化型镍基高温合金，主要用于航空发动机涡轮盘、导向叶片及地面燃气轮机的热端部件。GH4169合金由于其化学成分和合金锭的凝固条件，会产生较严重成分偏析。Nb作为其中γ''强化的最主要合金元素，既对合金的强化起到关键作用，同时又成为合金最主要的偏析元素。

为优化钢锭的均匀化工艺、提高钢锭的成材率，技术人员利用采用光镜、扫描电镜和能谱仪等手段，通过控制GH4169合金钢锭的Nb含量，研究了不同Nb元素含量的GH4169合金钢锭组织特点及元素偏析规律，并对经单阶段均匀化热处理后钢锭的组织及残留析出相特征进行分析。结果表明：

1）钢锭边缘，由于冷却速度较快，Nb添加量对枝晶形貌的影响规律不明显；在钢锭心部，随着Nb含量的增加，枝晶组织粗化，枝晶的方向性愈不明显；

2）钢锭不同部位，Nb元素的偏析系数KNb和Ti元素的偏析系数KTi和均随Nb添加量的增加而增大，说明Nb添加量越多，元素偏析越严重；

3）Nb添加量越多，第一阶段均匀化后未回溶的析出相残留越多，且残留析出相有很明显的聚集趋势。残留析出物聚合体主要富集Nb和Mo元素，同时局部区域富集Ti、C元素，主要为富Nb的Laves相和碳化物；

4）不同Nb含量的钢锭，第一阶段均匀化后Laves相的完全回溶需要的时间不相同。Nb含量较高时，按传统的均匀化处理工艺，Laves相无法完全回溶。若同时考虑钢锭尺寸的因素，高Nb含量条件下，残留析出相的聚合体可能会演化为“黑斑”缺陷而使钢锭报废。

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