熱處理GH2909合金鍛造工藝對(duì)組織的影響

更新時(shí)間：2022-08-23

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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(qiáng)度和塑性、低的熱膨脹系數(shù)、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(zhuǎn)動(dòng)部件與靜止部件之間的間隙，實(shí)現(xiàn)間隙控制，節(jié)約能源，降低消耗，提高發(fā)動(dòng)機(jī)推力，是航空和航天發(fā)動(dòng)機(jī)用的理想高溫合金材料，因而在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)中得到了廣泛應(yīng)用。

GH2909合金冶煉工藝路線為真空感應(yīng)＋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(cè)時(shí)，存在性能檢測(cè)數(shù)據(jù)波動(dòng)大，甚至不合格現(xiàn)象，為避免以后此類現(xiàn)象的出現(xiàn)，有必要對(duì)其原因進(jìn)行探討，因而進(jìn)行了鍛造T藝及熱處理對(duì)GH2909合金組織與性能的影響研究。

實(shí)驗(yàn)方法:開(kāi)坯鍛造采用整支鋼錠經(jīng)3火次，逐級(jí)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(jī)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)顯微鏡觀察顯微組織和檢測(cè)室溫、高溫性能。

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

鍛造工藝對(duì)組織的影響

有資料例顯示:GH2909合金再結(jié)晶的開(kāi)始與終了溫度分別為915℃和980 ℃，995 ℃后再結(jié)晶晶粒開(kāi)始長(zhǎng)大。所以當(dāng)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(fù)和再結(jié)晶，且熱加.工塑性得到改善和提高。在4500噸油壓機(jī)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(jī)上60%鍛造變形后組織均勻細(xì)小。

熱處理制度對(duì)組織的影響

有資料"顯示:對(duì)于復(fù)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(qiáng)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(duì) GH2909合金組織有著明顯的效果。

組織對(duì)性能的影響

由于鍛造T.藝和熱處理制度對(duì)CH2909合金組織有著顯著的影響，進(jìn)而對(duì)性能有著同樣巨大的影響;當(dāng)析出物增多并彌散分布于晶內(nèi)時(shí)，室溫拉伸屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)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(qiáng)度增加10 MPa 以上;高溫拉伸抗拉強(qiáng)度增加50 MPa以上，高溫拉伸和持久塑性降低，但滿足標(biāo)準(zhǔn)要求指標(biāo)。

(1）當(dāng)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(xì)小;

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

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