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GH901高温合金固溶处理 时效

时间:2022-10-22 14:16:21 热文 我要投稿

GH901高温合金简介 

GH901材料属于Fe-43Ni-12Cr系的高温合金,加入钛、铝及钼等强化元素的奥氏体型时效硬化合金,同时该合金中还存在微量的硼和碳元素,和亚稳的金属间化合物y"【Ni3(Ti、Al)】相弥散强化,而微量的元素Al可抑制y"相向η-Ni3Ti相转化,该合金在700℃时具有优良的抗氧化性能和较好的高温强度,主要用于航空发动机、燃气轮机以及汽轮机阀门中的高温部件的制造.合金的熔点位1360°C,密度为8.21g/cm3,且无磁性,相近牌号有Nimonic901(英国)、Z8NCDT42(法国)。

 

GH901高温合金化学成分

 

目前,随着科技的进步,GH901合金的市场需求量越来越大,该合金的成型工艺主要为锻造工艺,成型后再通过固溶处理和时效处理来获得所需组织。

γ"相在一定程度上可以强化合金,当合金在适当的温度下进行固溶时,组织中会出现较多的y"相、η相及碳化物等强化相。γ"相在950℃下固溶时开始溶解,且在980℃下固溶时完全溶解,与此同时,合金的晶粒尺寸逐渐长大,当固溶温度继续升高至1070℃时,所有的析出相全部溶解于基体奥氏体中。合金经标准热处理后,晶内析出一定数量的y"相、沿晶界析出成分为(Ti,Mo)C的MC型碳化物。

 GH901高温合金的热处理

为研究GH901合金在不同固溶处理和时效处理下晶粒及析出相的形貌、尺寸、数量及分布情况,将热变形后的GH901合金分别经过1040℃×(1、2、2.5)h、1090℃×(1、2、2.5)h、1140℃×(1、2、2.5)固溶处理后水冷,接着在775℃条件下保温4h后空冷进行一次时效处理,再将试样放入705℃条件下保温24h后空冷进行二次时效处理,以上热处理实验过程均在箱式炉中完成。

 时效处理

固溶处理后镍基高温合金的基体处于过饱和状态,合金中的强化相、碳化物等有自发析出的趋势。合金通过时效处理,在晶界及晶内析出强化相和碳化物等相,可使合金性能得到提高。将合金长时间放置在室温或自然环境中发生的时效处理工艺称为自然时效处理。采取将合金加热到较高温度并保温一段时间,合金中的析出相种类、数量大大增多,且采取不同的时效温度,析出相的数量及形貌也不一样,这种时效处理工艺称为人工时效处理。

对于镍基高温合金,一般采用合金的使用温度为其人工时效温度,这样在该温度下析出的强化相等相在合金的使用过程中可以被稳定保留。时效温度与保温时间是影响合金时效处理的两大主要因素。时效温度越高,析出相的形核和长大过程越快,而时效保温时间越长,将有更加充分的时间用于析出相的形核与长大过程。但是,若时效温度过高、保温时间过长,析出相将会发生聚集长大,影响合金性能。所以,在热处理中应根据实际需求,合理制定合金的时效温度和时效保温时间。