噴射成形LSHR合金組織及長期時(shí)效穩(wěn)定性研究.pdf

1、本文結(jié)合噴射成形工藝特點(diǎn)，分析了LSHR合金沉積坯不同部位的組織特征，研究了合金沉積坯近邊緣區(qū)域的原始顆粒邊界形成、消除和長期時(shí)效形核機(jī)理。對(duì)合金進(jìn)行高溫拉伸實(shí)驗(yàn)，利用SEM、XRD和TEM等分析手段，探討了合金在長期時(shí)效過程組織力學(xué)性能穩(wěn)定性及其作用機(jī)理。
　　利用JmatPro熱力學(xué)相圖軟件，計(jì)算出噴射成形LSHR合金平衡態(tài)析出相主要為γ、γ'相、MC、M23C6、 M3B2,經(jīng)過長期使用或熱暴露后，合金有析出σ和μ相的趨勢(shì)。

2、沿徑向沉積坯從軸線中心到外緣組織逐漸細(xì)化，疏松夾雜增加，致密度降低。沉積中心區(qū)域合金組織為細(xì)小均勻等軸晶;近邊緣區(qū)域存在明顯的沉積流線和一定數(shù)量的原始顆粒邊界(PPB)。
　　對(duì)合金組織中的PPB進(jìn)行成分分析，利用掃描電鏡配合熱力學(xué)相圖，確定合金PPB主要由M23C6型碳化物、大尺寸γ'相和少量的碳氮化物組成，無明顯的氧化物存在。說明噴射成形LSHR合金中的PPB形成與合金增氧無關(guān)，而是噴射成形過程中液滴過快凝固和近邊緣區(qū)域液相含

3、量不足、結(jié)晶潛熱能量過低所致。高溫固溶處理后，溶解了大尺寸γ'相和M23C6,能夠消除PPB，但造成了晶界強(qiáng)度的弱化。而不經(jīng)高溫固溶處理，在704℃下長期時(shí)效，晶界碳化物粗化，合金中PPB數(shù)量有所增加，無TCP相析出;對(duì)于合金組織中無PPB的部位，經(jīng)1200h時(shí)效，無明顯PPB和TCP相生成，在704℃下組織具有較好的穩(wěn)定性。合金長期時(shí)效發(fā)生了γ（過飽和）→γ（平衡）+γ'+MC轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致碳化物、γ'強(qiáng)化相尺寸和數(shù)量的增加，是晶界粗化和

4、PPB數(shù)量增加的重要原因。
　　經(jīng)1140℃×2h（油冷）+815℃×8h標(biāo)準(zhǔn)熱處理后，在750℃下長期時(shí)效，對(duì)時(shí)效時(shí)間分別為0h/200h/500h/800h/1200h的合金組織和力學(xué)性能進(jìn)行分析。隨時(shí)效時(shí)間增加，合金晶粒尺寸基本不變，晶界上的碳化物由非連續(xù)分布轉(zhuǎn)變成連續(xù)鏈狀分布，晶內(nèi)碳化物彌散析出且數(shù)量增加。γ'粗化，由球形演變?yōu)榉叫?，體積分?jǐn)?shù)增加，γ/γ'錯(cuò)配度增大。時(shí)效過程中γ'大量析出，造成γ基體Cr、Co、Mo過剩而