熱處理對GH1016合金組織和性能的影響
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更新時間：2016-01-21
GH1016合金是以鎢、鉬、鈮、氮強(qiáng)化的奧氏體鐵基合金，合金固溶狀態(tài)組織為奧氏體，還有體積分?jǐn)?shù)約為2%的初生Z相存在。該合金主要用于制造發(fā)動機(jī)的安裝邊，使用溫度在750℃左右。
?GH1016合金是以鎢、鉬、鈮、氮強(qiáng)化的奧氏體鐵基合金，合金固溶狀態(tài)組織為奧氏體，還有體積分?jǐn)?shù)約為2%的初生Z相存在。該合金主要用于制造發(fā)動機(jī)的安裝邊，使用溫度在750℃左右。實踐表明，采用1160℃保溫后直接空冷的熱處理制度對GH1016合金處理后，合金在600～800℃的延伸率和斷面縮率均低于600℃以下的相應(yīng)數(shù)據(jù)，存在中溫低塑性現(xiàn)象，特別是在750℃達(dá)到了最低點。
因此，基于以往對GH1016合金的熱處理工藝及性能參數(shù)，科研人員提出了一種新的熱處理制度：1160℃保溫30min后以160℃/h的速度爐冷到950℃保溫2h。通過改變熱處理工藝調(diào)整微觀結(jié)構(gòu)，從而提高了GH1016合金軋材的中高溫力學(xué)性能，基本消除了GH1016合金軋材的中溫低塑性現(xiàn)象。
GH1016合金采用中頻感應(yīng)爐+電渣爐雙聯(lián)工藝生產(chǎn)Φ360mm電渣錠，經(jīng)過3t鍛錘鍛造成Φ150mm坯料，然后軋制成Φ55mm棒材，在相當(dāng)于棒材橫截面1/2半徑的位置沿縱向切取16mm方的毛坯，經(jīng)熱處理后取樣進(jìn)行拉伸性能測試。然后對斷裂試樣的斷口形貌及斷口附近的微觀組織進(jìn)行詳細(xì)表征，并利用電鏡對合金的晶界析出相進(jìn)行微區(qū)分析。
試驗采用兩種熱處理制度。A熱處理制度：1160℃保溫30min后，空冷；B熱處理制度：1160℃保溫30min后以160℃/h的速度爐冷至950℃保溫120min，空冷。其中A制度為常用熱處理制度，B制度為改進(jìn)的熱處理制度。為對比改進(jìn)熱處理制度（B制度）的優(yōu)越性，研究人員將兩種制度處理所得合金的微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能進(jìn)行了詳細(xì)比較。試驗發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過A制度處理后，合金的晶界清晰且非常干凈，基本上沒有夾雜和析出相，而經(jīng)過B制度處理后，晶界上可觀測到均勻分布的項鏈狀析出物。經(jīng)過掃描電鏡微區(qū)成分分析表明，主要析出物含碳量很高，研究認(rèn)為晶界析出相主要為MC型和M6C型兩種類型的碳化物。試驗結(jié)果表明：
20～950℃拉伸試驗結(jié)果表明，隨著溫度升高抗拉強(qiáng)度逐漸下降，在600～800℃范圍內(nèi)，原熱處理制度（A制度）處理的試樣出現(xiàn)明顯的中溫低塑性現(xiàn)象。而改進(jìn)的熱處理制度（B制度）則消除了600～800℃時出現(xiàn)的延伸率和面縮率下降的現(xiàn)象。對750℃拉伸試樣斷口的分析表明，改進(jìn)的熱處理制度明顯改善了合金的微觀結(jié)構(gòu)，斷口表面大量深而大的韌窩也證明了在中溫階段合金的塑性有所改善。
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