GH2761合金鑄態(tài)安排中η相的溶解及分散

發(fā)布時(shí)間：2022-05-10 作者：焱狄金屬次數(shù)：1148次

GH2761是Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型變形高溫合金，使用溫度750℃以下。合金通過加入高鋁、高鐵及控制合金的Al/Ti比，提高合金強(qiáng)度。該合金組織穩(wěn)定，具有高的屈服強(qiáng)度、良好的抗冷熱疲勞及低周疲勞性能，并有較好的熱加工性能及切削加工性能。合金的主要品種有圓餅、環(huán)坯、盤形鍛件、環(huán)形件、鍛件和棒材等。

GH2761高溫合金已用于制作航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤、壓氣機(jī)盤、鼓筒、渦輪機(jī)匣、整流葉片、精密螺栓等零件。已投入指生產(chǎn)，情況良好。

GH2761高溫合金在900℃以下抗燃?xì)庹J(rèn)腐蝕及在燃?xì)鈿夥罩锌箲?yīng)力腐蝕性能良好。經(jīng)650-700℃*2000h時(shí)效后，無新相析出；750℃*2000h時(shí)效后有少量Laves相析出。

GH2761高溫合金化學(xué)成分

元素

小

0.02

12.0

42.0

2.8

1.4

3.2

Bal

大

0.07

14.0

45.0

3.3

1.9

1.85

3.65

0.015

0.03

0.008

0.02

0.4

0.5

0.2

　　
熱處理制度
　　熱軋棒材、鍛制棒材、鍛件：1090℃，保溫2小時(shí)，水冷+850℃保溫4小時(shí)+750℃保溫24小時(shí)空冷。
　　轉(zhuǎn)動(dòng)件用熱軋棒材、鍛制棒材、鍛件：1120℃，保溫2小時(shí)，水冷+850℃保溫4小時(shí)+750℃保溫24小時(shí)空冷。

密度：8.1

GH2761合金鑄態(tài)安排中η相的溶解及分散

GH2761合金是一種Fe-Ni-Cr基變形高溫合金，具有屈從強(qiáng)度高、歸納功能優(yōu)異、安排穩(wěn)定等明顯優(yōu)點(diǎn)，可在700~750℃運(yùn)用。GH2761合金的合金化程度較高，其間Ti含量高達(dá)3.20%~3.65%，合金偏析傾向較大。在工業(yè)生產(chǎn)中，為了更好地滿意產(chǎn)品要求，往往通過擴(kuò)展鑄錠直徑來到達(dá)使用需求，而鑄錠直徑添加后又會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)元素的微觀偏析。在GH2761合金中，Ti元素的微觀偏析易在枝晶間構(gòu)成低熔點(diǎn)的n-Ni，Ti相，其自身既無強(qiáng)化作用，而又要消耗一部分Y'相，因而該相會(huì)下降合金的強(qiáng)度和塑性(”。本文對(duì)CH2761合金鑄錠安排中的n-Ni，Ti相進(jìn)行了研討。

實(shí)驗(yàn)材料及辦法
首先在VIM+VAR鍛煉的GH 2761合金重熔鑄錠頭部切取鑄態(tài)錠作為實(shí)驗(yàn)料，在實(shí)驗(yàn)料的鑄錠中心區(qū)域附近取樣，經(jīng)不同的加熱溫度和保溫時(shí)刻后水淬，用金相顯微鏡和掃描電鏡觀察鑄態(tài)試樣中介Ni，Ti相描摹的變化，用能譜儀剖析偏析元素散布。

2實(shí)驗(yàn)成果及剖析
2.1
鑄態(tài)安排中的m相高倍觀察標(biāo)明，鑄錠由邊緣到心部，枝晶安排越來越發(fā)達(dá)，微觀偏析程度逐漸添加。

2.2 m相的溶解是鑄態(tài)試樣在1160℃保溫30min后的水淬安排，可以看到n-Ni，Ti相現(xiàn)已開端產(chǎn)生了顯著的溶解痕跡。n-Ni，Ti相變得殘缺不全，在其周圍附近還構(gòu)成了一個(gè)白色的富Ti分散區(qū)。在1160℃下隨保溫時(shí)刻的延伸，n-Ni，Ti相將逐漸回為鑄錠心部的鑄態(tài)安排，以白色的枝晶干為主；黑色區(qū)域?yàn)橹чg。圖1(b)顯示了GH2761合金鑄錠心部枝晶間的安排，不規(guī)則狀的白色n-Ni，Ti相為凝結(jié)完畢前的液態(tài)分出相，互相平行的直板條狀m-Ni，Ti相為凝結(jié)完畢后的固態(tài)分出相。依據(jù)曩昔的研討[4]，如果不考慮雜質(zhì)元素的影響，GH2761合金的凝結(jié)完畢反應(yīng)為L(zhǎng)→(y+m-Ni，Ti)，即最終剩余的少量液體以分出n-Ni，Ti
相來完畢凝結(jié)。溶消失。觀察標(biāo)明，1160℃下加熱，m-Ni，Ti相溶解非常敏捷，如圖3(a)所示，保溫2h已根本溶解。如圖3(b)所示，1160℃保溫5h現(xiàn)已使枝晶間分出的m-Ni，Ti相徹底溶解，晶界徹底暴露出
來。在1160℃下保溫時(shí)刻延伸至40h，均未發(fā)現(xiàn)任何熔化的痕跡。在1170℃下保溫10~80h，也均沒有發(fā)現(xiàn)引起部分-Ni，Ti相熔化的現(xiàn)象。是鑄態(tài)試樣在1180℃保溫30min后
的水淬安排，m-Ni，Ti相呈團(tuán)聚狀細(xì)密地分出，其與n-Ni，Ti相在鑄態(tài)下的分出形狀顯著不同。剖析認(rèn)為，n-Ni，Ti相在1180℃下加熱現(xiàn)已被熔化并在部分構(gòu)成小的熔池，因?yàn)樵撊鄢馗籘i，在水淬過程中又從頭分出了具有快冷特征的細(xì)小n-Ni，Ti相安排。即鑄態(tài)試樣在1180℃下加熱30min部分就現(xiàn)已開端熔化。鑄態(tài)安排中的低熔點(diǎn)相決定了合金的初始熔點(diǎn)，以上成果標(biāo)明，GH2761合金鑄態(tài)試樣中因?yàn)榈腿埸c(diǎn)n-Ni，Ti相的存在，其初始熔化溫度在1180℃。要消除m-Ni，Ti相以改進(jìn)其鑄態(tài)安排，就
必須在低于1180℃的溫度下進(jìn)行n-Ni，Ti相的回溶。結(jié)合以上的實(shí)驗(yàn)成果，低于m-Ni，Ti相初熔溫度20℃，即在1160℃下進(jìn)行m-Ni，Ti相的回溶是合適的。

2.3 mN i， Ti相偏析的消除
要徹底消除鑄態(tài)安排中的m-Ni，Ti相的偏析，除了使其徹底回溶外，還需要使其偏析的Ti元素分散均勻。GH2761合金鑄態(tài)安排的凝結(jié)偏析首要表現(xiàn)為Ti元素的枝晶間偏析，沿筆直橫穿晶界的直線定點(diǎn)測(cè)定Ti元素含量的變化，可以反映元素
偏析的變化。
在1160℃下保溫5h處理，雖然n-Ni，Ti相現(xiàn)已全部溶人基體，但晶界處的Ti元素偏析依然非常明顯。在1160℃下隨著保溫時(shí)刻的延伸，偏析程度有所改進(jìn)，保溫時(shí)刻延伸至40h，跨越晶界的Ti含量變化明顯下降，但仍表現(xiàn)出必定程度的偏析。因而，在1160℃下保溫完結(jié)m-Ni，Ti相的徹底回溶，但偏析的Ti元素分散作用欠安。依據(jù)以上的實(shí)驗(yàn)成果，在1160℃下保溫使m-Ni，Ti相徹底回溶基體并進(jìn)行部分分散，從而提高合金熔點(diǎn)；然后在1190℃下保溫，提高偏析元素分散的作用。如圖4(c)所示，先在1160℃下保溫20h，再經(jīng)1190℃加熱保溫30h后，Ti元素偏析根本消除。

3結(jié)論
(1)GH2761合金鑄態(tài)安排中的低熔點(diǎn)m-Ni，Ti相在1160℃和1170℃下溶解非常敏捷，隨保溫時(shí)刻的延伸，m-Ni，Ti相均能徹底回溶；而在1180℃下m-Ni，Ti相產(chǎn)生部分熔化現(xiàn)象。
(2)GH2761合金鑄態(tài)安排在1160℃下隨保溫時(shí)刻延伸，跨越晶界的Ti含量變化明顯下降，但仍表現(xiàn)出必定程度的偏析；在1160℃下m-Ni，Ti相回溶后，再經(jīng)1190℃下高溫分散，n-Ni，Ti相的回溶及Ti元素分散較充沛，其偏析根本消除。

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GH2761合金鑄態(tài)安排中η相的溶解及分散

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