不同时效处理对GH4169合金组织性能的影响

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1、№⋯。。。。。。。热处理不同时效处理对GH4169合金牛静1，张凡云1，杨树林2，王蔓1，赵智1，刘晶1(1．中国航发沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司技术中心，沈阳110044；2．中国航发沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司军代表室，沈阳110044)【摘要】为了解GH907合金时效制度对GH4169合金组织和性能的影响，对分别进行GH907和GH4169两种时效处理后的GH4169合金进行组织、力学性能的对比分析与测试。结果表明，相对于GH4169时效处理，775℃时效处理使GH4169合金的6相的析出量有所增加，丫I、丫”相略有长大，但合金的晶粒度

2、没有发生明显变化。经775c

3、C时效GH4169的缺口持久性能基本不变，不存在缺口敏感，但其室温和650℃抗拉强度、屈服强度、光滑持久寿命以及硬度均有所降低。关键词：GH4169合金；时效处理；力学性能DoI：10．16080郇ssnl671—833x．2016．20．045牛静高级工程师。主要从事航空零件热处理工作。发表论文10余篇。授权专利5项。承担参与科研攻关20余项。GH4169合金在650℃以下具有良好的抗热疲劳、氧化性能、较高的高温强度和良好的持久性能，被广泛应用于制造航空发动机、工业燃气轮机等高温结构部件”。3】。GH4169合金由Y基体、丫f、r

4、’、6相和碳化物H。l组成，合金的性能主要受丫’、丫”、6相的形态、分布及数量的影响，不同的加工工艺及热处理工艺对合金的晶粒度、强化相的沉淀或溶解、析出相的数量和颗粒尺寸甚至晶界状态均可产生影响睁11】。发动机某机匣组合件由GH4169和GH907两种合金焊接而成，该组合件主要受径向拉力作用，孔处受力最大，这就要求材料有较高的抗缺口敏感性，该组合件需要采用GH907时效制度进行时效，但是对于采用GH907时效制度对GH4169的力学性能和组织变化的影响，至今没有相关研究报道，而研究的内容多数围绕固溶温度对GH4169合金性能的影响¨2。131。本文通过采用两种时

5、效制度对GH4169合金进行热处理，研究不同时效制度对GH4169合金组织和性能的影响，为组合件制造工序安排提供技术支持。试验方法本试验所用试验材料为GH4169热轧棒料。金相试样尺寸为西20×10mm，力学性能试样则使用尺寸为西20×65mm的棒料。将棒料在960℃±10℃，保温1h进行固溶处理，然后分别采用GH4169和GH907合金的时效制度进行处理。GH4169时效制度为720℃±10℃，保温8h，然后以55℃／h冷到620℃±10℃，保温8h，以下简称为720℃时效制度，GH907时效制度为775℃±10℃，保温12h，然后以55℃／h冷到620℃±1

6、0cc，保温2016年第加期·航空制造技术45笔论坛FORUM8h，以下简称为775℃时效制度。热处理后将65mm棒料加工成标准拉伸和高温持久试棒，再进行组织和力学性能对比试验。力学性能包括GH4169合金在室温和650℃下的拉伸强度、塑性和在650℃条件下保温20min后进行690MPa强度下的高温持久性能。试棒采用圆棒料在HLG一75型空气炉进行热处理，采用HB3000布氏硬度机进行硬度试验，采用AG一50、Z100电子拉力试验机进行室温和高温拉力试验，采用xD一100高温持久蠕变试验机进行持久性能试验，采用Bx51M光学金相显微镜和XL一30FEG扫描电子

7、显微镜进行晶粒度和显微组织观察分析，采用D／max2500Pc型衍射仪(Cu—Ka靶)进行X射线衍射测定相组成。试验结果与讨论1时效制度对GH4169合金相组成的影响图1为720℃时效制度处理后GH4169合金的x射线衍射图谱，图2为775℃时效制度处理后GH4169合金的x射线衍射图谱。GH4169合金是一种时效硬化的Fe—cr—Ni基变形高温合金，由1，基体、丫’、∥、6和NbC相组成。从图1和图2的x衍射相分析测试结果可以看出，在GH4169合金的X射线衍射图中没有独立的丫’、丫¨相的衍射峰，不能定量分析1，’、丫”相的含量，但GH4169合金无论是经77

8、5℃时效还是720℃时效，相组成一致为丫基体、丫’、丫¨、6和Nbc相。而6相的衍射强度峰值很小，从D／maX2500Pc型衍射仪定量分析精度可以知道，尽管经两种时效处理后其6相的含量均少于5％，但从放大的衍射锋值可以看出，经775℃较高温度时效处理后6相含量略有增加。2时效制度对GH4169合金组织的影响46航空制造技术·2016年第加期图3为GH4169合金经两种时效制度处理后的金相组织照片，图4为cH4169合金经两种时效制度处理后的扫描电镜形貌。奥氏体晶粒大小的影响是晶界影响的反映，因为晶界是位错运动的障碍，晶粒越小，晶界越长，位错运动所需要的应力便越大

9、。从图3可以看出，经过两