GH4586A合金長期時效后的顯微組織及拉伸、持久性能的研究.pdf

1、為了適應(yīng)航空航天工業(yè)的發(fā)展，GH4586A合金的應(yīng)用由原來的航天領(lǐng)域推廣到航空領(lǐng)域，高溫合金在航空航天發(fā)動機應(yīng)用中，除了承受較高的溫度，還需要在復(fù)雜應(yīng)力作用下長期工作，條件比較惡劣，因此在使用前對其各項物理和力學(xué)性能的檢驗是必不可少的。本文主要研究GH4586A合金在長期時效后的各個不同的熱處理制度下的顯微組織，以及顯微組織對拉伸和持久性能的影響。 首先對GH4586A合金棒材進行1080℃×4hAC+760℃×16hAC的標

2、準熱處理，然后分別在750℃、800℃、850℃三個溫度進行500、1000、1500、2000小時長期時效處理，對處理過的試樣進行拉伸(室溫和高溫)性能和高溫持久性能的測定，同時對合金微觀組織進行觀察，所用方法包括SEM電鏡觀察、圖象分析儀分析、TEM電鏡觀察、能譜分析、相分析等。通過這些實驗手段，綜合分析和研究了合金在不同長期時效制度下的組織、拉伸性能和持久性能的變化規(guī)律，以及組織與拉伸、持久性能之間的關(guān)系。 合金在長期時

3、效后γ'相顆粒大小比較均勻，γ'顆粒不斷長大且以方形為主，γ'相粒子半徑與時效時間的關(guān)系很好的符合了Oswald的成熟理論；-3r∞kT。 合金中的碳化物有三種，TiC、M6C、M23C6，其中TiC主要分布在晶內(nèi)，析出量比較穩(wěn)定；M6C長期時效后不穩(wěn)定逐漸減少，向M23C6轉(zhuǎn)化；在同一時效溫度隨時效時間的延長M23C6逐漸增多，M23C6形貌由塊狀向鏈狀轉(zhuǎn)變，且不斷長大；晶界分布的M23C6的形態(tài)及數(shù)量對合金性能起重要作用。

4、 合金在長期時效后有TCP相析出，其形貌有針狀、棒狀，時效過程中，TCP相的析出主要受溫度和時間控制，隨溫度的升高或時間的延長，析出速度不斷加快，在800℃析出量達到峰值，溫度升高到850℃，隨時效時間的延長TCP相開始溶解，形貌由長針狀變成短的條狀或顆粒狀。 合金的組織決定合金的性能，由于合金組織的顯著變化，合金在長期時效后性能相應(yīng)改變。GH4586A合金長期時效后，隨溫度的升高或時效時間的延長，由于γ'相尺寸的長

5、大，室溫拉伸強度有逐步下降趨勢。時效溫度在750℃，時效1000小時后，合金室溫拉伸塑性突然降低，這是由于此時M23C6數(shù)量成倍增加；時效2000小時后TCP相在晶內(nèi)大量析出，使合金變脆。時效溫度在800℃時，TCP相析出速度較快，析出量增多，使合金塑性明顯下降。時效溫度在850℃時，由于溫度升高，時效500小時后，TCP相開始回溶，使合金的塑性開始回升。 合金在750-850℃區(qū)間長期時效后高溫拉伸強度比較穩(wěn)定，無明顯變化。

6、而高溫拉伸塑性在時效溫度750℃，時效1500小時由于TCP相大量析出，塑性明顯下降。時效溫度在800℃和850℃，由于溫度的升高，合金的塑性在時效1000小時時降到最低，這是由于TCP相的大量析出和晶界碳化物M23C6由塊狀向鏈狀轉(zhuǎn)變不充分所造成的。 合金在長期時效過程中持久性能的變化，時效溫度在750℃，時效時間從500-1500小時，由于碳化物沿晶析出使持久壽命不斷增加，持久強度較高，斷裂以沿晶斷為主；時效時間到2000