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在定量统计析出相含量变化规律的基础上,研究了稳化处理时间对GH4706合金显微组织演化及力学性能的影响机理.结果表明:稳化处理后GH4706合金的主要析出相为小尺寸γ'-γ”共析出相、大尺寸γ'相与η相.随稳化处理时间的延长,GH4706合金析出的η相由链状向胞状与针状演化,η相的析出长大逐渐消耗大尺寸γ'相,使得η相周围的析出相贫化区逐渐粗化.稳化处理1～3 h可改善GH4706合金的室温、高温强度与持久寿命,但牺牲冲击韧性.当稳化时间延长至5h时,GH4706合金的高温强度、韧性与持久性能均出现劣化现象,因此GH4706大尺寸涡轮盘锻件不宜采用长时稳化处理.

关键词: GH4706合金 , 稳化处理时间 , η相 , 显微组织演化

热处理工艺对GH4706合金显微组织与力学性能的影响

胥国华 , 黄烁 , 王磊 , 张北江 , 秦鹤勇 , 赵光普

材料与冶金学报

为掌握热处理工艺对GH4706合金组织性能的影响规律,研究了A、B、MST三种热处理工艺与合金组织性能的相关关系.结果表明,GH4706合金的主要强化相为γ'相与γ'/γ”共析出相,η相附近易形成γ'、γ"相贫化区.A工艺在中间时效阶段析出的大尺寸γ'相与时效阶段析出的小尺寸γ'/γ"共析出相能够起到错配强化的效果,增大合金的室温拉伸强度.室温下η相为脆性相,不利于室温拉伸塑性与冲击韧性,因而B工艺的室温塑性与冲击韧性最佳.高温下η相能够起到协调晶内与晶界变形的作用,提高合金的650℃/690 MPa持久寿命与塑性,但过量η相析出不利于合金的持久寿命.

关键词: GH4706合金 , 热处理 , 显微组织 , 力学性能

GH4706合金的热变形行为与显微组织演化

黄烁 , 王磊 , 张北江 , 赵光普

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.02.007

在Gleeble 3800热模拟试验机上进行GH4706合金的热压缩实验,研究了变形温度为900～1150℃、应变速率为0.001～1s-1范围内合金的热变形行为.结果表明:GH4706合金的真应力真应变曲线呈现出流变软化特征,随变形温度增加或应变速率减小,峰值应力逐渐降低,峰值应变逐渐减小.合金的本构关系可由双曲正弦函数描述,变形激活能为435.36kJ/mol,应力指数为4.13.合金的显微组织演化机制与Z参数密切相关,高Z值条件下主要发生动态回复,低Z值条件下主要发生动态再结晶与再结晶晶粒粗化.GH4706合金发生完全动态再结晶且不发生晶粒粗化的临界lnZ值为35.

关键词: GH4706合金 , 热变形 , 本构关系 , 组织演化

新一代镍基变形高温合金GH4065A的组织控制与力学性能

赵光普 , 黄烁 , 张北江 , 胥国华 , 秦鹤勇 , 张文云

钢铁研究 doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140325

由于GH4065A合金的强化相γ'相的体积分数为43.0％,显微组织演化规律不同于传统的变形高温合金与粉末高温合金.系统分析了GH4065A合金的锻态组织特点与演化机制,发现其显微组织是一种不完全的动态再结晶(DRX)组织,动态再结晶晶粒被大尺寸γ '相限制长大,同时这些γ'相因晶界短路扩散而粗化,而未动态再结晶(unDRX)晶粒内弥散分布的小尺寸γ'相阻碍位错运动,进而形成大量由位错胞壁构成的亚结构.基于合金的锻态组织特点,可以通过固溶处理,利用动态回复(DRV)机制基本消除残留的未动态再结晶组织.根据GH4065A合金γ'相的固溶温度,可将热处理制度分为亚固溶处理与过固溶处理2种,亚固溶处理后的晶粒度为8.0级,过固溶处理的晶粒度为4.0级.经亚固溶处理后,GH4065A合金涡轮盘锻件的力学性能达到了第2代粉末涡轮盘的水平.

关键词: GH4065A合金 , 镍基变形高温合金 , 组织控制 , 力学性能

GH4706合金的动态再结晶与晶粒控制

黄烁 , 王磊 , 张北江 , 张文云 , 赵光普

材料研究学报

采用双锥压缩实验结合有限元数值模拟,研究了变形温度、变形量对GH4706合金动态再结晶(DRX)与η相的影响,分析了发生DRX的临界条件,探讨了利用η相细化晶粒的方法.结果表明:GH4706合金DRX机制为应变诱发的不连续原始晶界弓出；临界DRX温度(TDRX)为975℃,而临界变形量(εDRx)则取决于变形温度与变形生热.由于η相的溶解温度近于TDRX,当合金在略低于TDRX温度变形时,有部分η相残留,具有阻碍亚晶界或晶界迁移的效果.由此,对GH4706合金在变形温度低于TDRX条件下进行大变形,可利用η相与再结晶的交互作用,细化合金晶粒.

关键词: 金属材料 , GH4706合金 , 双锥试样 , 显微组织 , 动态再结晶

高性能涡轮盘材料GH4065及其先进制备技术研究

张北江 , 赵光普 , 张文云 , 黄烁 , 陈石富

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2015.00368

在对一系列高合金化模型合金进行系统比选研究的基础上,发展了新型的GH4065变形高温合金,该合金化学成分与Rcné 88 DT合金类似,并针对铸锻制备工艺的要求进一步实施了优化.研制结果表明,应用三联低偏析熔铸和多重循环热机械处理等新型技术生产的GH4065合金,适用于制备先进航空发动机关键热端转动部件,综合性能完全满足高压压气机盘和低压涡轮盘的工况要求,必要时可以作为高压涡轮盘的高可靠性、低成本解决方案.随着变形高温合金材料和制备工艺的发展,应用铸锻工艺制备的高性能涡轮盘材料能够满足先进航空发动机的技术要求.

关键词: 镍基高温合金 , 盘形锻件 , 铸锻工艺 , 微观组织 , 力学性能

高温合金GH4065A的恒温静态氧化行为

黄烁 , 张北江 , 田强 , 赵光普 , 胥国华 , 秦鹤勇

钢铁研究学报 doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20150359

研究了新型镍基高温合金GH4065A在650～750℃的静态氧化行为,基于对氧化动力学与氧化产物的分析,探讨了合金的氧化机制.结果表明:采用平均氧化增重速率指标评定GH4065A合金在650～750℃温度范围内均为完全抗氧化级别,试验条件下合金的抗氧化能力与典型涡轮盘材料FGH96、GH4720Li合金相当;合金的氧化产物主要为内层富铝的氧化物颗粒、外侧富铬的氧化物膜及表面金红石型TiO2颗粒,TiO2颗粒在氧化温度超过700℃后开始生成;合金的氧化动力学遵循抛物线型规律,受钛离子与铬离子穿过氧化膜的扩散过程共同控制.

关键词: GH4065A合金 , 变形高温合金 , 静态氧化 , 抗氧化能力