【48812】二次时效处理对GH2696镍基合金安排及功能的影响

  GH2696合金是一种以Fe-25Ni-12Cr为基体的高温合金，用少数的钛、铝、钼和微量的硼归纳强化，在650℃以下具有高的屈从强度和耐久、蠕变强度，以及杰出的高温弹性功能、抗燃气腐蚀功能和加工塑性。

  适合于制造在650℃以下长时刻作业的涡轮和压气机紧固件、盘件和作业叶片、涡轮壳体、环形零件(包含衔接环)，以及在40-50℃作业的圆柱形螺旋弹簧等。

  合金的短时作业时分的温度可达750℃。该合金可生产供给各种形状的变形产品，如锻件、环件、棒材、板材、带材、丝材等。

  本实验所用合金是选用真空感应炉和真空白耗炉双线mm的钢锭，随后选用空气锤铸造开坯，热轧成Φ23mm的圆棒，再经过屡次固溶、光滑和冷拔制成对面间隔为19mm的冷拉六角材，切取试样进行热处理。合金的化学成分如表1所示。

  本实验首要研讨二次时效处理对GH2696合金安排和功能的影响，选取的两个热处理准则别离为，Ⅰ：1110℃x2h油冷，770℃x16h空冷；Ⅱ：1110℃x2h油冷，770℃×16h空冷，640℃×16h空冷。

  比照两种热处理准则下试样室温拉伸功能(屈从强度、抗拉强度、延伸率和面缩率)、室温硬度、冲击韧性以及650℃耐久功能的不同。实验所用检测设备有：GWS-100型拉力实验机、M5C030G3型布氏硬度计、N1500C型冲击实验机和RD-50型微控电子式蠕变耐久实验机，并使用OLYMPUSLEXT3100型激光共聚焦显微镜调查两种热处理准则下合金微观安排的不同。

  试样经热处理后，按国标要求做机械加工,进行室温拉伸、室温硬度、冲击韧性和650℃高温耐久等功能的检测。为确保实验数据的准确性，各功能均取两组试样进行细心的检测，详细检测成果如表2所示。由表2可见，每种热处理准则下所检测到的两组功能指标相差都不大，因此改变份额选用各热处理准则得到机械功能平均值作比照，剖析二次时效热处理对GH2696合金功能的影响。

  金相试样别离按两种准则热处理后进行打磨、抛光和腐蚀，使用激光共聚焦显微镜调查其显微安排。由图1(a)(b)可见，扩大240倍后调查两种准则热处理后试样的晶粒度没有不同，是因为GH2696合金试样为一个钢锭经铸造开坯、热轧和冷拉变形制备得到，因此具有相同的化学成分和原始安排。两组热处理准则的不同在于，准则II在固溶处理和一次时效处理后还有640℃X16h空冷的二次时效处理，该热处理温度远低于GH2696合金的静态再结晶温度，故两组准则热处理后试样的晶粒度相同。由图l(c)(d)可见，使用2400倍镜头仍无法观测到两种热处理准则下试样微观安排的显着差异。这是因为GH2696合金中γ’含量较少，其体积分数只要10.15％，γ’相尺度也较小为5-30nm，且与γ’基体坚持共格应力，因此使用光学显微镜很难直接调查到γ’相的描摹。

  高温合金的强化方法首要为固溶强化，第二相强化和晶界强化，后两种强化手法也一般称为沉积强化。GH2696台金是依托元素Mo来完成固溶强化，进步原予问的结合力发生晶格畸变，下降堆垛层错能及发生短程有序或其它原于偏聚，下降固溶体中元素的分散才能，进步再结晶温度，来到达强化合金基体的意图。

  GH2696合金是以Fe-25Ni-12Cr为基体的时效强化合金．首要依赖于第二相强化，该合金中Ni，AI型γ’相强化相体积分数为10～15％。作为依托，相强化的高温合金，GH2696合金的高温强度取决于γ’相的体积分数、γ’相半径及γ’相和γ的固溶化程度等要素。首要强化机制有：共格应变强化、OTowan绕过强化机制、位错切过第二相有序粒子强化机制等，其间后两种强化机制起首要效果。

  依据表2中两种热处理准则下各项机械功能改变的份额，以及强度进步一起塑性和冲击韧性下降这一规则，能够判定是因为二次时效热处理使得GH2696合金γ基体中有二次佣分出，因为二次时效处理温度低(640℃)，时刻也不长(16小时)，因此二次γ’相细微，弥散地散布在基体上，增大了γ’相的体积分数，缩小γ’相之间的间隔，阻止位错绕过或切开第二相质点进行运动，来提升了合金的强度但一起使得合金的塑性和冲击韧性下降。关于650℃的耐久功能而言，因为只检测了50小时之内的功能，两种热处理准则下制备的试样的实验时刻均大于50小时因此未发现该功能的改变。

  1)对GH2696合金进行640*16h的二次时效热处理能够显着进步合金的室温屈从强度，抗拉强度以及室温硬度，一起塑性和冲击韧性有所下降；

  2)二次时效热处理能分出细微的γ’相，增大γ’相的体积分数，缩小γ’相之间的间隔，阻止位错运动，进步合金的强度。