熱處理工藝對含鈮GH2132合金組織和性能的影響
GH2132合金是在Fe-25Ni-15Cr高溫合金的基礎(chǔ)上加入鉬、鈦、鋁、釩及微量硼綜合強(qiáng)化得到的,在650℃以下具有較高的屈服強(qiáng)度和持久強(qiáng)度,并且具有較好的加工性能和焊接性能,適合制造長期工作在650℃以下的航空發(fā)動機(jī)高溫承力部件,如渦輪盤、壓氣機(jī)盤、轉(zhuǎn)子葉片和緊固件等。
GH2132合金主要通過鍛造工藝成型,然后再經(jīng)固溶和時效處理工藝來獲得所需要的組織。有報(bào)道表明在GH2132合金中加鈮可以改善合金的性能,但沒有說明對性能的具體影響。為滿足某些特殊使用條件下需求,科研人員力圖通過在GH2132合金中加入一定量的鈮來細(xì)化晶粒,以強(qiáng)化γ′相,提高合金的抗拉強(qiáng)度和沖擊功,并研究了熱處理工藝對含鈮GH2132合金組織與性能的影響,為制定含鈮GH2132合金熱處理工藝提供基礎(chǔ)。
試驗(yàn)用GH2132合金為鍛態(tài),通過真空感應(yīng)熔煉+電渣重熔得到鑄錠,然后再鍛造成形,開鍛溫度約為1130℃,終鍛溫度大于900℃,鍛造成形后空冷;坯料尺寸為Φ74㎜×155㎜,合金含Nb量為0.082mass%。為保證固溶處理試樣的原始組織狀態(tài)一致,從合金棒材半徑的一半處取樣進(jìn)行試驗(yàn)。
固溶處理時首先將電阻爐加熱到設(shè)定溫度(900、915、950、980、1000℃)保溫30min,然后放入試樣,待爐內(nèi)溫度回到設(shè)定溫度后保溫2h,對不同固溶溫度下的試樣分別作標(biāo)記;接著對固溶后的試樣及鍛態(tài)合金進(jìn)行時效處理,時效工藝為720℃×16h空冷。熱處理完成后根據(jù)GB/T 228、GB/T 229對試樣進(jìn)行室溫力學(xué)性能測試;金相試樣采用高溫合金腐蝕液進(jìn)行輕度腐蝕,腐蝕后在光學(xué)顯微鏡下觀察組織,晶粒尺寸采用截線法統(tǒng)計(jì)。硬度測試在HBRVU-187.5型布洛維光學(xué)硬度計(jì)上進(jìn)行,載荷1471N,加載時間30s。
(1)鍛造后空冷可以對含鈮GH2132合金起到固溶作用。
(2)鍛態(tài)含鈮GH2132合金時效后的強(qiáng)度比固溶+時效后的高,晶粒更細(xì)。
(3)固溶溫度是影響含鈮GH2132合金抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度的主要因素,固溶溫度越低,強(qiáng)度越高。
(4)鍛態(tài)合金經(jīng)時效處理后可獲得高抗拉強(qiáng)度和低沖擊功;經(jīng)較高溫度固溶+時效處理后可得到稍低的抗拉強(qiáng)度和較高的沖擊功。
編輯:冶金材料設(shè)備網(wǎng)
發(fā)布時間:2015-05-21