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GH625高溫合金是以Nb、Mo為主要強(qiáng)化元素的固溶強(qiáng)化性鎳基變形高溫合金, 在650℃以下具有良好的持久性能、抗腐蝕、抗氧化和抗疲勞性能,從低溫到1095℃都具有良好強(qiáng)度和韌性,廣泛應(yīng)用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)、航天發(fā)動機(jī)、海洋器械、核動力設(shè)備等領(lǐng)域。
無縫管材是GH625合金的常見產(chǎn)品之一,由于該合金在高溫下難變形,通常采用熱擠壓工藝生產(chǎn)無縫管材。合金熱擠壓管材需要進(jìn)行熱處理,以消除應(yīng)力、進(jìn)行充分再結(jié)晶,使組織均勻,使材料增加塑性,降低強(qiáng)度,改善冷、熱加工性能,為后續(xù)加工做好準(zhǔn)備。科研人員著重研究了熱處理對GH625高溫合金熱擠壓管材組織及力學(xué)性能的影響。
實(shí)驗(yàn)材料經(jīng)真空感應(yīng)(VIM)+電渣重熔冶煉(ESR)出鑄錠,經(jīng)均勻化后鍛造成Φ250mm管坯,之后熱擠壓成Φ127mm×18mm管材。在熱擠壓管材上取若干試樣,進(jìn)行不同溫度(970、1000、1030、1060、1090、1120、1150 和1180℃)保溫1h水冷的熱處理。
將原始管材試樣及不同溫度熱處理后的試樣的橫截面打磨、拋光后,采用10%草酸溶液電解,電壓5V,通過LEICA-DMR光學(xué)顯微鏡和CambridgeS-360型掃描電鏡觀察分析顯微組織。用洛氏硬度計(jì)分析原始試樣和不同熱處理工藝條件下試樣的硬度值。在Z150/SN5A型電子式材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行熱處理前后標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣的拉伸試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明:
(1)GH625合金經(jīng)過熱處理之后,隨溫度的升高,碳化物逐漸溶解,在1120~1180℃碳化物溶解速度最快。
(2)GH625合金的晶粒尺寸隨熱處理溫度的升高逐漸長大,其中在1120~1180℃晶粒長大趨勢尤為明顯。
(3)熱處理明顯影響GH625合金的力學(xué)性能。在970~1120℃,隨溫度的升高,合金的強(qiáng)度和硬度緩慢降低,塑性緩慢提高;在1120~1180℃,繼續(xù)升高溫度,合金的硬度、強(qiáng)度快速降低,伸長率快速升高。合金在常溫的主要強(qiáng)化機(jī)制為細(xì)晶強(qiáng)化和第二相強(qiáng)化。
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