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熱處理GH2909合金鍛造工藝對組織的影響
  • 發(fā)布日期:2022-08-23      瀏覽次數:586
    • GH2909合金是Fe-Ni-Co基時(shí)效硬化新型低膨脹高溫合金,在650℃以下具有高的強度和塑性、低的熱膨脹系數、幾乎恒定的彈性摸量以及良好的抗氧化和冷熱疲勞等綜合力學(xué)性能,可減少轉動(dòng)部件與靜止部件之間的間隙,實(shí)現間隙控制,節約能源,降低消耗,提高發(fā)動(dòng)機推力,是航空和航天發(fā)動(dòng)機用的理想高溫合金材料,因而在飛機發(fā)動(dòng)機中得到了廣泛應用。

      GH2909合金冶煉工藝路線(xiàn)為真空感應+真空電弧重熔,將440 mm電極真空電弧重熔成508 mm鋼錠,鋼錠經(jīng)均勻化熱處理后,鍛造生產(chǎn)出產(chǎn)品。在進(jìn)行產(chǎn)品性能檢測時(shí),存在性能檢測數據波動(dòng)大,甚至不合格現象,為避免以后此類(lèi)現象的出現,有必要對其原因進(jìn)行探討,因而進(jìn)行了鍛造T藝及熱處理對GH2909合金組織與性能的影響研究。

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      實(shí)驗方法:開(kāi)坯鍛造采用整支鋼錠經(jīng)3火次,逐級降溫大變形鍛造工藝.分別經(jīng)變形量:32%→30%→30%開(kāi)坯鍛造,末火鍛造加熱溫度:1 000℃;大部分變形溫度:≤955℃,終鍛溫度:870℃;在4 500噸油壓機上進(jìn)行60%和5噸電液錘上75%鍛造變形、取組織和性能試樣進(jìn)行熱處理(見(jiàn)表2),最后采用光學(xué)顯微鏡觀(guān)察顯微組織和檢測室溫、高溫性能。

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      GH2909合金經(jīng)鍛造、取樣、熱處理,采用光學(xué)顯微鏡觀(guān)察顯微組織,見(jiàn)圖1;室溫性能檢測結果,見(jiàn)表3;高溫性能檢測結果,見(jiàn)表4。

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      鍛造工藝對組織的影響

      有資料例顯示:GH2909合金再結晶的開(kāi)始與終了溫度分別為915℃和980 ℃,995 ℃后再結晶晶粒開(kāi)始長(cháng)大。所以當末火加熱溫度為1000 ℃時(shí),經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的保溫,CH2909合金已完成了回復和再結晶,且熱加.工塑性得到改善和提高。在4500噸油壓機上60%和5噸電液錘上75%鍛造變形,由圖1可知:5噸電液錘上75%鍛造變形比4500噸油壓機上60%鍛造變形后組織均勻細小。

      熱處理制度對組織的影響

      有資料"顯示:對于復雜合金化的高溫合金需要二次固溶和二次時(shí)效處理,其中第二次固溶處理液稱(chēng)為高溫時(shí)效。二次固溶+二次時(shí)效工藝可以獲得較好的晶界組織和兩種尺寸大小的 y’相質(zhì)點(diǎn),從而得到強度和塑性的良好配合。由圖1可知,進(jìn)行二次固溶+二次時(shí)效熱處理后的析出物明顯多于一次固溶+二次時(shí)效熱處理后的析出物。

      因此:二次固溶+二次時(shí)效對 GH2909合金組織有著(zhù)明顯的效果。

      組織對性能的影響

      由于鍛造T.藝和熱處理制度對CH2909合金組織有著(zhù)顯著(zhù)的影響,進(jìn)而對性能有著(zhù)同樣巨大的影響;當析出物增多并彌散分布于晶內時(shí),室溫拉伸屈服強度和抗拉強度均增加10O MPa左右;室溫拉伸塑性無(wú)明顯變化;室溫硬度HB增加15以上;高溫拉伸屈服強度增加10 MPa 以上;高溫拉伸抗拉強度增加50 MPa以上,高溫拉伸和持久塑性降低,但滿(mǎn)足標準要求指標。

      (1)當末火加熱溫度為 1 000 ℃時(shí),變形量增加可使GH2909合金顯微組織均勻細小;

      (2)二次固溶+二次時(shí)效熱處理制度對CH2909合金組織析出物有著(zhù)明顯的影響,并使室溫和高溫拉伸強度增加。


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