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GH738镍基高温合金碳化物析出和回溶规律研究
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司
更新时间：2013-10-17
GH738是以γ'相沉淀硬化的镍基高温合金，具有良好的耐燃气腐蚀能力、较高的屈服强度、疲劳性能和理想的蠕变性能，广泛用于730℃以下燃气轮机和航空发动机涡轮盘、紧固件等承力部件以及要求815℃抗蠕变和抗氧化的封严环等部件。该合金的晶粒度以及主要强化相γ'、碳化物MC和M23C6会影响合金的强度、韧性和硬度等力学性能指标。在热加工过程中，MC可能发生回溶，而在接下来的热处理过程中，MC的再析出对晶界碳化物的析出形态有很大影响。M23C6的析出温度范围为650～1080℃，随着温度的提高其数量逐渐增加。因此，MC和M23C6碳化物的析出行为会直接影响到合金晶界相的分布状态，对合金性能产生很大的影响。
技术人员对合金进行了1100～1170℃×4h的保温处理试验，研究了碳化物的回溶规律，并于MC碳化物回溶温度TMC以上进行预处理后再经标准热处理，研究了不同阶段碳化物的再析出行为以及预处理温度对碳化物再析出行为的影响。对经1080℃×0.5h×AC固溶处理的试样在700～1050℃时效不同时间，以观察晶界M23C6碳化物的析出行为。研究结果表明：
1）GH738合金中MC碳化物的回溶温度为1150℃左右。回溶的MC碳化物在1080℃固溶过程中会沿着晶界呈小颗粒状均匀连续地析出；
2）在经标准热处理（1080℃×4h空冷＋845℃×24h空冷＋760℃×16h空冷）前若加热温度超过MC碳化物回溶温度，获得的晶界碳化物呈连续趋势。而低于MC回溶温度，晶界碳化物呈现断续分布。因此，在GH738合金的热加工过程中，应避免过高的热变形温度，否则会因为MC碳化物的回溶和再析出而引起碳化物在晶界宽化成膜的现象；
3）经等温时效试验和动力学模拟计算可知，GH738合金中M23C6碳化物的析出峰值温度为900～950℃之间，可根据此结果控制其在晶界上的析出行为。