GH4738合金高温扩散退火工艺

发布时间：2022-01-07 13:54

　　借助于Thermal-calc热力学软件计算了合金的平衡凝固相图,以此为依据制定了高温扩散退火处理的试验参数。利用OM和SEM观察了GH4738合金的铸态偏析状况,并用EPMA技术研究了合金铸态以及不同高温扩散退火制度下的元素偏析规律。结果表明,铸态合金中Ti元素偏析最为严重,高温扩散退火处理后Ti元素偏析得到明显改善,经1200℃×50 h的高温处理后效果最为显著,同时计算了残余偏析指数随温度的变化曲线,计算结果和试验结果基本吻合。 

【文章来源】：金属热处理. 2020,45(10)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

GH4738合金的热力学平衡相图

首先通过研究铸态的显微组织来直观地认识显微偏析的现象，通常铸锭心部的温度梯度最小，冷却速度最慢，偏析会最严重[12]，因此取心部组织来观察，如图2所示。可以观察到心部组织中大致分两种线条呈有规律的交叉分布，在一个主线条上大致均等分布着与它垂直的从线条，类似于树枝状，是合金典型的铸态组织。其中浅色线条为枝晶干，深色区域为枝晶间，另外枝晶间区域存在极少量的黑色块状物质，经能谱分析为Ti、Mo含量较高，多数为碳化物且形状不规则。然后随机采集10组金相图片通过截线法测量并统计得出平均二次枝晶间距约为75μm。为了进一步了解GH4738合金在铸态组织中的元素偏析行为，利用EPMA技术对微区内进行元素的半定量分析，见图3。可见元素存在显著的不均匀分布，不同的色调反映不同的元素含量，元素Ti和Mo聚集在颜色较浅的枝晶间区域，为正偏析元素;元素Cr和Co聚集在枝晶干区域，为负偏析元素。

作为偏析最严重的元素，同时也是γ"相的主要形成元素之一，Ti元素分布的均匀性直接影响γ"相的分布乃至晶粒的均匀程度，因此减轻Ti元素的偏析是研究的关键。高温扩散退火工艺的目的是在高温长时间保温下通过元素扩散使枝晶间和枝晶干的成分分布均匀，其中的难点是温度和时间的选择[6]。首先对试验合金研究不同退火温度对减轻Ti元素偏析的影响，选择保温时间10 h为例，图4展示了铸态以及不同退火温度处理后的Ti元素分布图，合金在1160℃×10 h保温处理后Ti元素的偏析系数K=1.28，偏析程度较铸态有所改善，但分布仍不均匀。合金在1180、1200和1220℃高温扩散退火处理后Ti元素偏析系数K分别为1.235、1.151和1.096。在10 h的高温处理下，随着温度由1160℃增加至1220℃，Ti元素偏析程度得到明显改善，且在1220℃时偏析情况最均匀，说明温度越高合金的高温扩散退火效果越好，因此在允许的温度区间内尽量选择较高的温度。图4 试验合金中的Ti元素在不同温度保温10 h时的偏析情况

【参考文献】：
期刊论文
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[2]改型IN617合金大锭型的铸态组织及均匀化工艺[J]. 李红梅,聂义宏,朱怀沈,白亚冠.  金属热处理. 2019(10)
[3]MG600钢凝固过程中的微观偏析和成分均匀化[J]. 陈涛,王福明,郭军,李永亮,邸全康.  金属热处理. 2017(10)
[4]钒微合金化对718合金中铌元素偏析行为的影响[J]. 莫燕,王东哲,蒋斌,李永友,刘海定,王明波.  金属热处理. 2017(04)
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[7]均匀化处理过程中Waspaloy合金铸锭中元素分配规律的研究[J]. 田玉亮,王玲,董建新,张麦仓,曾燕屏.  稀有金属材料与工程. 2006(09)
[8]高梯度快速定向凝固下DZ22高温合金的显微偏析[J]. 顾林喻,刘忠元,史正兴.  中国有色金属学报. 1996(02)

博士论文
[1]IN718系列高温合金凝固偏析及均匀化处理工艺研究[D]. 缪竹骏.上海交通大学 2011



本文编号：3574667