FGH97合金连续冷却过程中γ′相的析出行为

发布时间：2021-03-25 07:49

　　为了研究固溶冷却速度对粉末高温合金FGH97的γ′相析出行为的影响,利用Gleeble-3800热模拟试验机以及模拟热处理炉获得了15～240℃/min的冷却速度,主要分析了不同冷却速度对二次γ′相尺寸、形貌以及合金力学性能的影响。研究发现,二次γ′相在冷却过程中发生析出、长大,甚至是粗化,并且其形貌、尺寸以及析出温度、析出范围主要取决于冷却速度,而时效处理几乎没有影响。在15℃/min的较低冷速下,二次γ′相发生粗化并分裂,形成0.38μm左右的方形颗粒,这些二次相周围还会析出三次γ′相;而当冷却速度达到60℃/min时,二次γ′相尺寸降至0.22μm左右,三次γ′相析出则被完全抑制。在析出相含量、尺寸以及γ/γ′错配度的共同作用下,合金强度随着冷却速度的增加呈现出先降低后升高的趋势。 

【文章来源】：稀有金属材料与工程. 2020,49(06)北大核心EISCICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

实验采用的连续冷却工艺和拉伸试样尺寸图

图2为从过固溶温度1200℃分别以15、30、45、60、120、240℃/min的冷速冷却至700℃过程中形成的γ′相。图3为对应的870℃/32 h/AC时效热处理后的γ′相。从图2和3中可以看出，时效处理对固溶冷却过程中析出的二次γ′相尺寸和形貌没有明显影响，而冷却速度却是决定析出相尺寸和形貌的关键因素。随着冷却速度的增大，析出相由15℃/min时的八重立方体变成240℃/min时的细小方块状。析出相尺寸随着冷却速度的增大而减小，而析出相密度却随着冷却速度的增大而增加。图4为固溶冷却过程中不同冷却速度对应的γ′相尺寸分布。如图4c和4d所示的第二相分布曲线，在45和60℃/min的中等冷却速度下，γ′相尺寸呈现出双峰分布的特点，而在大于60℃/min和小于45℃/min的冷却速度下则呈现的是单峰分布。此外，随着冷却速度的增加，析出相尺寸分布范围也随之减小。图5为二次γ′相平均颗粒尺寸随冷却速度变化的曲线。从中可以看出，时效处理对第二相尺寸几乎没有影响，也更为清晰地反映了冷却速度对析出相尺寸的影响程度：从15℃/min时的0.38μm减小到240℃/min时的0.12μm。γ′相平均尺寸r与冷却速度v存在下述关系：

需要注意的是，在较低冷却速度下，许多γ′相颗粒粗化并且分裂成八重立方体（尤其是15℃/min，如图2a和图3a），本研究统计对象为分裂后的单个颗粒尺寸，因此，在15℃/min条件下其原始的析出相尺寸远比统计的0.38μm大得多。此外，二次相统计标准差也与冷却速度有关：冷却速度越快，标准差越小。这是由于冷速越低，γ′相粗化越严重，使得颗粒呈立方状，加之较低冷速下的γ′相的逆向粗化，使得观察方向引起的误差较大。2.2 抗拉强度

【参考文献】：
期刊论文
[1]固溶冷却速度和后处理对新型FGH98Ⅰ镍基粉末高温合金γ’相析出和显微硬度的影响[J]. 吴凯,刘国权,胡本芙,张义文,陶宇,刘建涛.  稀有金属材料与工程. 2012(07)
[2]铪对FGH4097合金系热力学平衡析出相和原始颗粒边界的影响[J]. 黄运红,张义文,王福明,李长荣,程慧静.  材料热处理学报. 2012(06)



本文编号：3099336