固溶處理對Haynes282耐熱合金組織與硬度的影響

  Haynes合金是美(mei)(mei)國(guo)Haynes公(gong)司(si)開發的(de)一(yi)種Ni-Cr-Co-Mo系時效強(qiang)化(hua)型高溫耐熱(re)合金,該(gai)合金具有(you)良好的(de)熱(re)加(jia)工(gong)性(xing)、抗腐(fu)蝕性(xing)、長期時效組織(zhi)穩定性(xing)和優(you)異的(de)蠕變(bian)強(qiang)度,是美(mei)(mei)國(guo)700℃超超臨界火(huo)電機(ji)(ji)組汽輪(lun)機(ji)(ji)轉子(zi)候選材(cai)料之一(yi)。目前對(dui)該(gai)合金的(de)研(yan)究多集中在(zai)蒸(zheng)汽氧化(hua)性(xing)、焊接性(xing)以及疲勞性(xing)能等方面(mian)。有(you)關(guan)固溶處理工(gong)藝對(dui)合金組織(zhi)與性(xing)能的(de)影響報道較少。為此科研(yan)人員研(yan)究了固溶處理工(gong)藝對(dui)其組織(zhi)和硬度的(de)影響,為我國(guo)700℃超超臨界汽輪(lun)機(ji)(ji)轉子(zi)選材(cai)提供試驗參考,也為該(gai)合金的(de)國(guo)產化(hua)及實際應用(yong)提供依據。

  試驗所用Haynes合(he)(he)金的(de)主要化學成(cheng)分(fen)(質(zhi)量(liang)(liang)分(fen)數,%):C0.06,Cr19.64,Co10.04,Mo8.18,Al1.48,Ti2.15,Si≤0.1,Mn≤0.1,Fe≤0.1,Ni余量(liang)(liang)。試驗合(he)(he)金采用25kg真(zhen)空感應爐熔煉,均勻化處(chu)理后,鍛造(zao)成(cheng)Φ16mm圓棒。試驗合(he)(he)金原(yuan)始鍛態組織細小均勻,晶(jing)內和晶(jing)界(jie)(jie)存在較多的(de)未(wei)溶(rong)碳化物,碳化物在晶(jing)界(jie)(jie)呈連續分(fen)布。

  將試驗合金分別在1060、1090、1120、1150和(he)1180℃溫(wen)度(du)下進(jin)行2h固(gu)溶(rong)處理,觀(guan)(guan)察(cha)不同固(gu)溶(rong)溫(wen)度(du)下合金的組(zu)(zu)織和(he)硬度(du)。將另(ling)一組(zu)(zu)試樣(yang)在1120℃溫(wen)度(du)下分別進(jin)行保(bao)溫(wen)30、60、90和(he)120min的固(gu)溶(rong)處理,觀(guan)(guan)察(cha)固(gu)溶(rong)時(shi)間對合金組(zu)(zu)織和(he)硬度(du)的影響。

  在固(gu)溶處理后的合(he)金上截取(qu)金相試樣,經打(da)磨、拋光、腐蝕后進行(xing)顯微(wei)組(zu)織觀察和分析以及硬(ying)度(du)測(ce)試。試驗結果顯示:

  (1)Haynes282耐熱合(he)金的晶粒(li)尺寸隨固溶溫(wen)度的升高和保溫(wen)時間的延長(chang)逐(zhu)漸增大。計算結果表明,試驗(yan)合(he)金晶粒(li)長(chang)大激活能約為382kJ/mol。

  (2)1060~1150℃保(bao)溫(wen)(wen)2h固(gu)溶(rong)(rong)時,隨固(gu)溶(rong)(rong)溫(wen)(wen)度的升高,試驗合金(jin)(jin)中(zhong)(zhong)未溶(rong)(rong)MC型(xing)和M23C6型(xing)碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)逐漸回溶(rong)(rong),固(gu)溶(rong)(rong)溫(wen)(wen)度超過1150℃后(hou)合金(jin)(jin)中(zhong)(zhong)的碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)基本溶(rong)(rong)解。1120℃固(gu)溶(rong)(rong)處理(li)時,隨保(bao)溫(wen)(wen)時間的延(yan)長合金(jin)(jin)中(zhong)(zhong)碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)快(kuai)速溶(rong)(rong)解。

  (3)1060~1150℃固溶溫度范圍保(bao)溫2h和1120℃保(bao)溫30~120min時間固溶時,試驗合金(jin)硬度隨著固溶溫度的(de)升高和保(bao)溫時間的(de)延長逐漸降(jiang)低,而(er)晶粒長大和未溶碳化物(wu)的(de)溶解是造成合金(jin)硬度下(xia)降(jiang)的(de)主要原因。