GH1139合金長時刻安排穩(wěn)定性的研討

發(fā)布時間：2022-05-10 作者：焱狄金屬次數(shù)：1271次

GH1139合金

GH1139高溫合金是Fe-Cr-Ni基固溶強化型變形高溫合金，使用溫度小于950℃。合金加入鉻、錳和氮元素進行固溶強化和穩(wěn)定奧氏體組織，加入硼元素強化和凈化晶界。合金肯有羅好的持久性能和抗氧化性能，晚于焊接成形。適于制作經(jīng)沖壓和焊接的燃燒室等高溫承力件，主要產(chǎn)品有板材和棒材。

GH1139合金已用于制作航空發(fā)動機安裝座、管接頭、四通、殼體、和轉(zhuǎn)動套等，批產(chǎn)和使用情況良好。

GH1139合金在600℃長期時效1000h后無有害相析出。

GH1139高溫合金化學成分

元素	C	Cr	Ni	Fe	B	Mn	Si	P	S
最小	-	23.0	15.0	Bal	-	5.0	-	-	-
最大	0.12	26.0	18.0	Bal	0.01	7.0	1.0	0.035	0.02

熱處理制度
冷軋薄板：1080℃，空冷。
熱軋和鍛制棒材：1050-1150℃保溫30分鐘至60分鐘，空冷或爐冷。
密度：7.83

實驗資料及方法
1.1
實驗資料
所用實驗料取自撫順特殊鋼(集團)有限責任公司生產(chǎn)的中16mm的熱軋圓棒。試料的鍛煉工藝為非真空感應+電渣重熔雙聯(lián)鍛煉工藝，試料經(jīng)1100℃×45min，空冷固溶處理后再進行長時刻時效處理。長時刻時效的溫度別離為300℃、500℃和600℃，時效時刻別離為100h、500h和1000h。試料的化學成分為(質(zhì)量分數(shù)，%)：C0.046，Si0.14，Mn6.12，Cr24.92，Ni16.90，B0.0047，N0.33，S0.002，P0.011，余為Fe。
1.2 實驗方法
試樣毛坯經(jīng)長時刻時效后，別離加工成潤滑拉伸、潤滑耐久和硬度試樣，然后別離在拉伸實驗機、耐久
實驗機和硬度計上進行GH1139合金的力學功能測驗。測驗后的潤滑耐久試樣經(jīng)線切割機沿軸向切開后再制成金相試樣，最后，在MEF4A型定量顯微圖像儀上對耐久試樣的顯微安排進行調(diào)查和拍照。
2 實驗成果及分析
GH1139合金長時刻時效后的拉伸、耐久和硬度實驗成果如表1所示，合金經(jīng)不同溫度長時刻時效后力學功能隨時效時刻的改變關(guān)系曲線見圖1、圖2和圖3。從圖1~圖3中可看出：GH1139合金別離在300℃和500℃經(jīng)100h、500h、1000h的長時刻時效后，其硬度、室溫拉伸功能和900℃的拉伸功能與長時刻時效前的功能比較根本不變，耐久功能雖有些改變，但改變不大；GH1139合金在600℃經(jīng)100h、500h、1000h長時刻時效后，其硬度、室溫拉伸功能和900℃拉伸功能與長時刻時效前的功能比較根本不變，耐久功能隨時效時刻的延伸有所下降，但僅僅當時效時刻超越500h后，耐久功能才下降比較多。
為GH1139合金長時刻時效前后的顯微安排照片。從圖中可看出：GH1139合金在300℃、500℃和600℃溫度下時效，即使時效時刻到達1000h，晶粒度也沒有改變，晶粒度均為ASTM 4級。可見，在600℃以下保溫，GH1139合金的晶粒不會長大。眾所周知，合金的耐久功能受晶粒度的影響很大。但是，GH1139合金長時刻時效前后的晶粒度根本不變，從表1可見：GH1139合金長時刻時效前后的耐久功能或多或少地有些改變，尤其是經(jīng)600℃×1000h長時刻時效后，耐久功能的下降幅度較大。此外，在同一時效溫度和時效時刻下，3支耐久試樣的耐久壽數(shù)有些渙散，有時渙散度還比較大。這標明，GH1139合金的耐久壽數(shù)除受晶粒度影響外，還受其他因素的影響，為此，筆者調(diào)查了GH1139合金的晶界碳化物，成果發(fā)現(xiàn)耐久壽數(shù)附近的試樣，其晶界碳化物的形狀、數(shù)量和巨細也附近，而耐久壽數(shù)相差較大的試樣，其晶界碳化物的形狀附近，但數(shù)量和巨細不同較大。如所示，同為300℃時效1000h的3支試樣，耐久壽數(shù)依次為149h+25min、105h+55min和62h+50min，其晶界碳化物的形狀和巨細不同不大，但數(shù)量隨耐久壽數(shù)的下降卻依次下降，可見，GH1139合金的耐久壽數(shù)隨晶界碳化物數(shù)量的減少而下降時效準則不同的試樣，當其晶界碳化物數(shù)量、巨細和描摹附近時，其耐久壽數(shù)也挨近。如耐久壽數(shù)同為62h+50min的2支試樣，其晶界碳化物的數(shù)量、巨細和描摹十分挨近，耐久壽數(shù)為108h+5min和105h+55min的2支試樣，其晶界碳化物的數(shù)量、巨細和描摹也挨近。有資料標明：晶界碳化物數(shù)量較少，晶間脆性裂紋簡單構(gòu)成和擴展，導致合金過早開裂；晶界上有適宜數(shù)量、尺度和密度的顆粒狀碳化物均勻分布時，有利于阻撓晶間裂紋的擴展，導致晶間塑性開裂，使合金有較長的耐久壽數(shù)和較高的塑性；當晶界上有尺度較大、數(shù)量較多的碳化物產(chǎn)生集合時，有利于晶間裂紋的構(gòu)成和敏捷擴展，使耐久壽數(shù)下降(1.2]。因而，本文所研討的GH1139合金在長時刻時效前，碳化物的巨細和數(shù)量還比較適中，未到達集合的程度，其耐久壽數(shù)也較高；在600℃時效1000h后，有一支試樣的耐久壽數(shù)為32h+25min，而其晶界碳化物的尺度顯著減小，這應該是其耐久壽數(shù)大幅度下降的主要原因。
3 結(jié) 論
(1)GH1139合金在300℃、500℃和600℃別離經(jīng)100h、500h和1000h長時刻時效處理后，其晶粒度根本不變。
(2)GH1139合金在300℃和500℃別離經(jīng)100h、500h、1000h長時刻時效后，其硬度、室溫拉伸功能和900℃拉伸功能與長時刻時效前的功能比較根本不變，耐久功能雖有些改變，但改變不大。
(3)GH1139合金在600℃經(jīng)100h、500h、1000h長時刻時效后，其硬度、室溫拉伸功能和900℃拉伸功能與時效前的功能比較根本不變，耐久功能隨時效時刻的延伸有所下降，但僅僅當時效時刻超越500h后，耐久功能才下降比較多。
(4)GH1139合金晶界碳化物數(shù)量較少且尺度較小時，耐久功能大幅度下降。

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