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热处理对超大变形量GH2132合金力学性能的影响

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热处理对超大变形量GH2132合金力学性能的影响

发布日期:2014-01-01 00:00 来源:http://www.ksyyc.com 点击:

GH2132合金是一种25Ni-15Cr-Fe基变形高温合金,主要用作650℃下的涡轮盘和紧固件,其含有Ti、Al和其他微量合金元素,主要通过时效析出γ'相Ni3(Ti,Al)来强化,该合金的主要特征是在工作温度和室温都表现出相似的力学性能,是由稳定的流变应力决定的,同时由于Cr的存在,有良好的抗腐蚀性能。


  由于此合金具有突出的抗松弛能力、耐腐蚀能力和良好的综合性能,适于作航空紧固件。但由于目前使用的GH2132合金棒材其使用GB/T 14997-94,抗拉强度仅为931MPa,迫切需要达到1100MPa级高强度要求来满足工作条件和保证航空安全。业已通过计算机模拟,重点研究了GH2132合金的变形量,但没有对合金的热处理进行深入的研究。科研人员选取变形后的最大变形量合金,对其重点进行热处理研究,得到了与之相对应的两套热处理制度,得到了更加优异的综合性能指标,将对此合金其他变形量的热处理制度有借鉴作用。


  用于此实验的GH2132合金经真空感应炉和电渣重熔冶炼。合金在1080℃保温均匀化后,经热轧机由Φ37mm 轧到Φ9.5mm,空冷;然后把Φ9.5mm的盘条在950℃固溶1.5h后油冷,接着把冷却后的盘条在冷拔机上经过以下6个道次拉拔到Φ4.45mm,为防止晶粒的异常长大,冷变形量必须超过6%,具体冷拔道次如下:Φ9.50→Φ7.78→Φ7.08→Φ6.28→Φ5.58→Φ4.99→Φ4.45。


  Φ4.45mm丝被切成200mm的长条后放入马弗炉进行不同方式的热处理, 热处理后经打磨、抛光,在AG-100KNG拉伸试验机上进行性能测试。热处理后的合金显微组织都在扫描电镜下观察,扫描前所有的样品经机械抛光,然后用1.5gCuSO4+40mLHCl和20mLCH3COOH腐蚀液来观察微观组织的晶粒度,γ'的大小和分布。试验结果如下:


  (1)GH2132合金对单一固溶不敏感,抗拉强度保持在700MPa左右,屈服强度保持在300MPa左右,伸长率和断面收缩率都很高,分别为40%和70%左右。


  (2)710℃时效能将固溶后的GH2132合金的抗拉强度提高500MPa,达到1200MPa,屈服强度提高400MPa,达到700MPa,但会使伸长率和断面收缩率降低,仍然符合使用需求,分别为25%和40%左右。


  (3)经过不同冷变形后合金可以使用两种热处理工艺来强化合金,分别为固溶+时效制度和直接时效制度。固溶+时效热处理工艺为900℃固溶2.5h,油冷,720℃×16h+660℃×16h,空冷,保证δ>22%时,抗拉强度能达到1240MPa以上。直接时效热处理工艺为680℃直接时效,保证δ>12%时,抗拉强度能达到1400MPa以上。

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