基于DD5单晶高温合金制件的时效处理转炉试验

发布时间：2021-04-05 19:32

　　为验证DD5单晶高温合金制件时效处理工艺转入新引进国产真空炉是否满足工艺要求,同时与进口真空炉中完成时效处理后的试样进行对比以确认差异,特开展了时效处理工艺转炉试验。采用DD5单晶高温合金航空发动机涡轮叶片和试棒分别在新引进国产真空炉和进口真空炉中完成时效处理后,分别对叶片的宏观组织、微观组织和表面贫Cr层以及试棒的高温拉伸性能进行了测试与分析。结果表明:在时效处理阶段,国产真空炉与进口真空炉在参数控制能力相当,能够满足DD5单晶合金制件的时效处理要求,可替代进口真空炉完成时效处理。 

【文章来源】：金属热处理. 2020,45(05)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

DD5单晶高温合金固溶和时效热处理工艺曲线

DD5单晶高温合金叶片中各类元素经过长时间高温扩散，γ/γ"共晶已基本消除。为了全面了解时效处理后国产真空炉不同装载区域的DD5高温合金制件的残留共晶的消除情况，分别在炉膛前区、中区、后区放置两块试样，进行采样观察(炉门处为前区)，由图2的低倍组织图可以看出，不同装载区的制件的枝晶间存在少量残留共晶相，采用面积计算的方法得出图2(a)的残留共晶含量占比为0.02%，图2(b)、(d)、(f)的残留共晶含量占比均为0.05%，图2(c)的残留共晶含量占比为0.07%，图2(e)的残留共晶含量占比为0.03%。在国产真空炉前、中、后3区装炉位置的DD5单晶高温合金叶片残留共晶平均含量为0.045%，炉膛内DD5单晶高温合金叶片残留共晶含量低于技术规范<3%的要求。γ"相是单晶高温合金的主要强化相，它的大小、形态以及分布直接影响合金的高温性能。在铸态单晶高温合金中存在粗大的γ"相，该相对于合金高温性能会产生不利影响，通过高温固溶和时效处理后重新析出形状、尺寸、含量和分布合适的γ"相，从而提高γ"相的强化效果[8]。由图3的SEM照片可以看出，在国产真空炉不同装炉位置叶片之间，其组织没有明显区别且未出现初溶相，所有DD5单晶高温合金叶片的γ"相呈现较规则的立方块且与基体γ相保持共格关系，γ"相尺寸比较均匀，经过测量不同装载区的DD5单晶高温合金叶片γ"相尺寸(见表1)，可知DD5单晶高温合金叶片γ"相尺寸在0.36～0.48μm之间，不同装载区的γ"相平均尺寸为0.435μm。图3 国产真空炉热处理后不同装载区域DD5高温合金制件的SEM照片

国产真空炉热处理后不同装载区域DD5高温合金制件的SEM照片

【参考文献】：
期刊论文
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[2]热处理对镍基单晶高温合金微观组织和高温持久性能的影响[J]. 马文有,李树索,乔敏,宫声凯,郑运荣,韩雅芳.  中国有色金属学报. 2006(06)
[3]Hf和Zr在高温材料中作用机理研究[J]. 郑运荣,蔡玉林,阮中慈,马书伟.  航空材料学报. 2006(03)
[4]真空正压气淬现状和发展趋势[J]. 张善庆,王广生.  国外金属热处理. 2005(04)
[5]真空热处理技术的现状和未来[J]. 田桐,阎承沛.  金属热处理. 1998(05)



本文编号：3119973