华南理工大学学报(自然科学版)

作者：谭海兵, 李姝, 王静, 等

单位：1.中国航发四川燃气涡轮研究院, 四川 成都 610500；2.东北大学 材料科学与工程学院, 辽宁 沈阳 110819；3.钢铁研究总院高温材料研究所, 北京 100081

关键词：GH4099合金,固溶温度,显微组织,力学性能,硬度,持久寿命

基金：国家科技重大专项(2017-VI-0015-0087)

为了研究固溶温度对GH4099合金环锻件显微组织和力学性能的影响，设计了环轧后锻件固溶处理温度为1 080、1 100和1 120 ℃，保温时间均为1 h，时效处理制度为900 ℃条件下保温5 h的热处理试验，并开展相关的组织分析和力学性能测试。采用扫描电子显微镜（SEM）、电子探针显微分析（EPMA）、JMatpro软件计算和力学实验检测等手段研究了不同固溶温度下GH4099合金环锻件的显微组织和力学性能。结果表明，1 080、1 100和1 120 ℃固溶处理后γ′相的平均尺寸分别为47.3、48.5和49.3 nm，体积分数分别为30.1%、31.0%和29.9%，由此可见，固溶温度对γ′相的尺寸、含量及分布影响不大。随着固溶温度的升高，合金硬度呈下降趋势。晶内颗粒状M23C6随着固溶温度的上升逐渐发生回溶，当温度达到1 120 ℃时，晶内M23C6几乎完全回溶。固溶温度在1 100 ℃以下时，晶粒细小，组织均匀；固溶温度在1 100 ℃以上时，晶粒尺寸出现明显的长大现象，并且经时效处理后，M23C6型碳化物呈链状析出于晶界，使晶界由平直状变为弯曲状，弯曲晶界显著提升了合金的持久寿命。持久试样断口附近晶粒组织被拉长，晶界处存在大量的孔洞，该现象表明沿晶断裂为该合金裂纹萌生和扩展的主要机制。此外，1 120 ℃固溶处理时，合金内部组织不均匀，出现混晶现象；由此可知，GH4099合金环锻件的最佳固溶处理温度为1 100 ℃。

来源：2022年第8期

《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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