GHI035高溫合金GHI035拉伸性能

GHI035合金是一種含Cr 較高,并用 W、Ti(或Nb)、AI復(fù)合固溶強(qiáng)化的鐵基高溫合金。該合金具有良好的抗氧化性,塑性和沖擊性能,可以以板材、棒材、圓餅等形式供貨。它的使用溫度為700℃,主要用作渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室，加力燃燒室及其它板材部件等。技術(shù)條件中的化學(xué)成分見表1,規(guī)定的力學(xué)性能見表2,技術(shù)條件規(guī)定的固溶溫度為1100~1140℃。

GH1035合金由于可供參考的資料不多,該合金的生產(chǎn)工序中(不論是鍛造還是軋制)表現(xiàn)出了良好的工藝加工性能,沒有出現(xiàn)表裂及內(nèi)裂、低倍組織致密,但在成品性能檢驗(yàn)中卻長(zhǎng)期存在高溫拉伸塑性偏低的問題,使廠家蒙受了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。為此,專題人員對(duì)此進(jìn)行了大量的研究工作。近幾年生產(chǎn)的GHl035合金的化學(xué)成分如表3,檢驗(yàn)的性能(700℃拉伸及晶粒度)如表4。

影咱高溫合金拉伸塑性的因素很多,主要有化學(xué)成分、氣體含量、晶粒度、金相組織等。

化學(xué)成分的影響

合金的化學(xué)成分是決定其性能的主要因素,CH1035合金技術(shù)條件規(guī)定Nb和T任選其-一加入(表1)。加入 Nb能細(xì)化晶粒,對(duì)合金的強(qiáng)度和塑性都能提高。但是由于歷史原因及我國資源限制,我國一直在GH1035合金中加Ti而不加Nb。

近幾年冶煉的GH035合金化學(xué)成分、檢驗(yàn)的高溫拉伸性能結(jié)果(分別見表3表4)來看:只要工藝合適,在CHl035合金加Ti還是能滿足技術(shù)條件要求的。考慮到經(jīng)濟(jì)效益的原因,我們還是選擇了加Ti。通過對(duì)比表3表4發(fā)現(xiàn):381一511、391--1360、301—911三個(gè)爐號(hào)成分區(qū)別不大、但是檢驗(yàn)結(jié)果卻相差很大。這說明GH1035合金高溫拉伸塑性不合不是化學(xué)成分控制不當(dāng)引起的,控制的化學(xué)成份是合適的。

金相組織的影響

CH1035合金是固溶強(qiáng)化合金,同時(shí)又有一定含量的A1、Ti,除基體外,還存在Ti(CN)、'、Mz3C6等相。當(dāng)合金變形時(shí),由于Ti(CN)、'、M23C等相與基體變形率不同,就會(huì)在這些相的位置產(chǎn)生應(yīng)力集中,導(dǎo)致合金斷裂。另外，Ti(N)、M3C6等相分布形態(tài)及數(shù)量也會(huì)影響GH1035合金的塑性:一般生成于晶內(nèi),碳化物(Ti(CN)、Mz;C6等)分布于晶界。如果碳化物成奈帶狀分布,則使晶界脆化,使晶內(nèi)晶界強(qiáng)度匹配不好,變形時(shí)晶內(nèi)還沒開始變形,晶界就已發(fā)生斷裂,降低了合金塑性。

要改善合金塑性,一般采取:

(1)使Ti(CN)、y’、M2aC6等相溶入GHl035合金基體中,形成單相組織,合金變形時(shí)就不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中或應(yīng)力集中較小,就能承受較大的變形量,塑性就能得到改善。為了達(dá)到這一目的,工業(yè)上常采用固溶處理的辦法。一般來說,固溶處理溫度越高有利于相的固溶,使相能*固溶。但是,固溶溫度升高,合金的晶粒會(huì)長(zhǎng)大,會(huì)降低合金塑性,甚至超出技術(shù)條件規(guī)定的晶粒度的范圍。

(2）采取合適的熱處理制度,改變碳化物在晶界的分布形態(tài),使其在晶界上以彌散顆粒的鏈狀分布。合金變形時(shí),碳化物就會(huì)針扎住晶界,阻礙晶界的變形與滑移,使晶界得到強(qiáng)化,晶內(nèi)晶界的強(qiáng)度就會(huì)得到良好的匹配;均勻變形,就會(huì)改善其塑性。

綜上所述,在合金的化學(xué)成分等條件一定的情況下,調(diào)整熱處理制度是能夠改善 GH1035合金的高溫拉伸塑性的。

需要特別指出的是:金相組織對(duì)GHl035合金高溫拉伸塑性的影響,本文僅從理論上進(jìn)行了分析。要找出合適的熱處理制度,還需作大量更深入的研究工作。

CH1035合金化學(xué)成分是合適的,高溫拉伸塑性偏低不是化學(xué)成分不.當(dāng)引起的。

加強(qiáng)脫氧有利于提高GH1035合金的高溫拉伸塑性。

在合金的化學(xué)成分等條件一定的情況下，調(diào)整熱處理制度能夠改善GHl035合金的高溫拉件塑性。