GH4169合金(jin)是(shi)一(yi)種(zhong)以面心(xin)(xin)立方γ′(Ni3(Al,Ti,Nb))和體心(xin)(xin)四(si)方γ″(Ni3Nb)為主要強化相的時(shi)效強化型鎳鐵(tie)基變形高溫合金(jin),在650℃以下具有(you)較高的強度、塑性、抗(kang)疲勞和耐腐蝕性能,是(shi)先進殲(jian)擊機(ji)發(fa)動機(ji)用盤件、航天火箭發(fa)動機(ji)熱部件和渦軸(zhou)發(fa)動機(ji)的甩油盤、鼓筒軸(zhou)、渦輪(lun)螺栓等的關(guan)鍵(jian)用材。近年來,熔體過熱處理作(zuo)為一(yi)種(zhong)改(gai)善合金(jin)凝固組織(zhi)的常用方法,被廣泛使用。
所謂熔(rong)(rong)體(ti)(ti)過(guo)熱(re)處理工藝,就(jiu)是通(tong)過(guo)適當的(de)熔(rong)(rong)煉溫度、保溫時間(jian)來獲得對(dui)合(he)(he)金(jin)(jin)性能(neng)有利的(de)熔(rong)(rong)體(ti)(ti)結(jie)構,使合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)高溫熔(rong)(rong)體(ti)(ti)結(jie)構“遺傳”到最終的(de)凝(ning)固(gu)組織(zhi)中(zhong)。熔(rong)(rong)體(ti)(ti)過(guo)熱(re)處理改(gai)變(bian)了合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)高溫熔(rong)(rong)體(ti)(ti)結(jie)構,而熔(rong)(rong)體(ti)(ti)結(jie)構的(de)變(bian)化影響合(he)(he)金(jin)(jin)凝(ning)固(gu)組織(zhi),進而影響合(he)(he)金(jin)(jin)力學性能(neng)。目前,對(dui)GH4169合(he)(he)金(jin)(jin)熔(rong)(rong)體(ti)(ti)過(guo)熱(re)處理后組織(zhi)與(yu)力學性能(neng)的(de)研(yan)究較少(shao),本文(wen)選用水冷(leng)銅坩堝重熔(rong)(rong)GH4169合(he)(he)金(jin)(jin),研(yan)究熔(rong)(rong)體(ti)(ti)過(guo)熱(re)處理對(dui)該合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)組織(zhi)和力學性能(neng)的(de)影響。
GH4169母合(he)金購買(mai)市場銷售的(de)(de)(de)優(you)質(zhi)棒料。將裝有(you)60g母合(he)金的(de)(de)(de)剛玉(yu)坩(gan)堝分(fen)4次(ci)置(zhi)于水冷銅坩(gan)堝中高(gao)頻感(gan)(gan)應加熱(re)重熔(rong)(rong),熔(rong)(rong)煉環境(jing)為真空(kong),該設備(bei)用感(gan)(gan)應加熱(re)功率(lv)(lv)表征過熱(re)溫度(du),功率(lv)(lv)越(yue)大溫度(du)越(yue)高(gao)。4次(ci)熔(rong)(rong)煉工藝如下:以(yi)0.5kW/min的(de)(de)(de)速率(lv)(lv)加熱(re)至(zhi)3.0kW,保溫5min后(hou)吸鑄(未經熔(rong)(rong)體(ti)過熱(re)處(chu)理),以(yi)0.5kW/min的(de)(de)(de)速率(lv)(lv)分(fen)別加熱(re)至(zhi)3.7、4.1、4.5kW,保溫5min,降至(zhi)3.0kW,保溫5min后(hou)吸鑄(經熔(rong)(rong)體(ti)過熱(re)處(chu)理),吸鑄模具均為Φ6mm的(de)(de)(de)石英玻璃管。經上述4種(zhong)熔(rong)(rong)體(ti)處(chu)理后(hou)的(de)(de)(de)試(shi)(shi)棒,在其相同位置(zhi)分(fen)別截(jie)取(qu)顯微分(fen)析試(shi)(shi)樣、硬度(du)試(shi)(shi)樣、拉伸試(shi)(shi)樣,分(fen)析組(zu)織及力學性(xing)能。試(shi)(shi)驗(yan)結果如下:
(1)熔體(ti)過熱處理后,枝晶(jing)(jing)間Laves相、γ+Laves共晶(jing)(jing)析出數(shu)量減少,γ+Laves共晶(jing)(jing)團(tuan)分布彌(mi)散且均勻,細小顆粒狀的MC碳化物起(qi)到彌(mi)散強化合金的作用。
(2)熔體(ti)過(guo)熱(re)處理(li)后,GH4169合(he)金室溫綜合(he)力(li)學性能顯(xian)著提(ti)高,存在最(zui)佳過(guo)熱(re)溫度;即感應加(jia)熱(re)功率為3.7kW時,綜合(he)力(li)學性能最(zui)好,Rm為最(zui)大值721MPa,約為過(guo)熱(re)處理(li)前的1.5倍(bei)。
(3)GH4169合金的硬度降低,存在(zai)最(zui)小值(zhi)10.15HRC,與過熱(re)處(chu)理前相比,降低26.7%。
(4)熔體過熱處理后,GH4169合(he)金(jin)的(de)Nb、Mo元素偏析程(cheng)度(du)降低,有(you)利于(yu)合(he)金(jin)成分的(de)均勻(yun)化。
