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    熱處理對超大變形量GH2132合金力學性能的影響

    來源: 時間:2019-10-10 16:21:04

    GH2132合金是一種25Ni-15Cr-Fe基變形高溫合金,主要用作650℃下的渦輪盤和緊固件,其含有Ti、Al和其他微量合金元素,主要通過時效析出γ'相Ni3(Ti,Al)來強化,該合金的主要特征是在工作溫度和室溫都表現出相似的力學性能,是由穩定的流變應力決定的,同時由于Cr的存在,有良好的抗腐蝕性能。


      由于此合金具有突出的抗松弛能力、耐腐蝕能力和良好的綜合性能,適于作航空緊固件。但由于目前使用的GH2132合金棒材其使用GB/T 14997-94,抗拉強度僅為931MPa,迫切需要達到1100MPa級高強度要求來滿足工作條件和保證航空安全。業已通過計算機模擬,重點研究了GH2132合金的變形量,但沒有對合金的熱處理進行深入的研究?蒲腥藛T選取變形后的最大變形量合金,對其重點進行熱處理研究,得到了與之相對應的兩套熱處理制度,得到了更加優異的綜合性能指標,將對此合金其他變形量的熱處理制度有借鑒作用。


      用于此實驗的GH2132合金經真空感應爐和電渣重熔冶煉。合金在1080℃保溫均勻化后,經熱軋機由Φ37mm 軋到Φ9.5mm,空冷;然后把Φ9.5mm的盤條在950℃固溶1.5h后油冷,接著把冷卻后的盤條在冷拔機上經過以下6個道次拉拔到Φ4.45mm,為防止晶粒的異常長大,冷變形量必須超過6%,具體冷拔道次如下:Φ9.50→Φ7.78→Φ7.08→Φ6.28→Φ5.58→Φ4.99→Φ4.45。


      Φ4.45mm絲被切成200mm的長條后放入馬弗爐進行不同方式的熱處理, 熱處理后經打磨、拋光,在AG-100KNG拉伸試驗機上進行性能測試。熱處理后的合金顯微組織都在掃描電鏡下觀察,掃描前所有的樣品經機械拋光,然后用1.5gCuSO4+40mLHCl和20mLCH3COOH腐蝕液來觀察微觀組織的晶粒度,γ'的大小和分布。試驗結果如下:


      (1)GH2132合金對單一固溶不敏感,抗拉強度保持在700MPa左右,屈服強度保持在300MPa左右,伸長率和斷面收縮率都很高,分別為40%和70%左右。


      (2)710℃時效能將固溶后的GH2132合金的抗拉強度提高500MPa,達到1200MPa,屈服強度提高400MPa,達到700MPa,但會使伸長率和斷面收縮率降低,仍然符合使用需求,分別為25%和40%左右。


      (3)經過不同冷變形后合金可以使用兩種熱處理工藝來強化合金,分別為固溶+時效制度和直接時效制度。固溶+時效熱處理工藝為900℃固溶2.5h,油冷,720℃×16h+660℃×16h,空冷,保證δ>22%時,抗拉強度能達到1240MPa以上。直接時效熱處理工藝為680℃直接時效,保證δ>12%時,抗拉強度能達到1400MPa以上。
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