GH1035高溫合金你了解嗎？

發(fā)布時(shí)間： 2023-05-05　　點(diǎn)擊次數(shù)： 362次

GH1035合金是一種用W、Ti(或Nb)和Al復(fù)合固溶強(qiáng)化的高鉻含量高溫合金A。該合金具有良好的抗氧化性、塑性和沖擊性能，可以以板、棒、圓接頭等形式提供。其工作溫度為7002，主要用作渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室、加力燃燒室等板件。化學(xué)成分見表1，技術(shù)條件中規(guī)定的機(jī)械性能見表2。技術(shù)條件中規(guī)定的溶解溫度為1100-1140℃。

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GH1035合金化學(xué)成分見表3，測(cè)試性能(700拉伸和晶粒度)見表4。

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影響高溫合金拉伸塑性的因素很多，包括化學(xué)成分、氣體含量、晶粒尺寸、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。GH1035合金的技術(shù)條件規(guī)定可以添加Nb或Ti(表1，添加Nb可以細(xì)化晶粒，提高合金的強(qiáng)度和塑性。但由于歷史原因和我國(guó)資源的限制，在GH1O35合金中加入了Ti而不是Nbo。

根據(jù)長(zhǎng)增農(nóng)博幾年冶煉的GHI035的合金成分和高溫拉伸性能的測(cè)試結(jié)果(分別見表3和表4)，只要工藝合適，在GHI 1035合金中加入Ti仍然可以滿足技術(shù)要求。考慮到經(jīng)濟(jì)效益，我們選擇添加Tio。

通過對(duì)比表3和表4，發(fā)現(xiàn)381-511，391-1360.301-911三個(gè)爐次的成分差別不大，但測(cè)試結(jié)果卻大相徑庭。這說明長(zhǎng)特三廠GH1035合金的高溫拉伸塑性不是化學(xué)成分控制不當(dāng)造成的，長(zhǎng)特三廠控制的化學(xué)成分是合適的。

脫氧系統(tǒng)的影響

相關(guān)資料表明，合金中含量高時(shí)，容易形成氧化物等夾雜物，會(huì)降低合金的純度。這些夾雜物通常是裂紋產(chǎn)生和擴(kuò)展的有利位置，并嚴(yán)重降低合金的塑性。因此，在合金冶煉過程中，加強(qiáng)脫氧有利于提高合金的塑性。近年來我廠冶煉的GH1035合金脫氧制度如表5所示。

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根據(jù)表4和表5的比較，強(qiáng)化脫氧可以提高GH1035合金的拉伸塑性。而脫氧劑39]-1360和脫氧劑301 -911的用量相當(dāng)，但試驗(yàn)結(jié)果相差較大，說明僅強(qiáng)化脫氧是不夠的，還有其他重要因素影響GH1035合金的高溫拉伸塑性。

粒度效應(yīng)

晶粒細(xì)化可以提高合金的塑性。在相同外力作用下，細(xì)晶內(nèi)部和晶界的應(yīng)變程度差異小，變形均勻。相對(duì)而言，由于應(yīng)力集中而開裂的機(jī)會(huì)較小，因此在斷裂前可以承受較大的變形，因此可以獲得較大的延伸率，提高合金的塑性。

從表4可以看出，381 -51U391-1360和301-911的晶粒尺寸相同，但塑性指數(shù)相差較大。這表明，如果其它條件和工藝合適，GH1035合金的高溫拉伸塑性可以在不細(xì)化晶粒的情況下得到提高。反之，即使晶粒細(xì)化，如果其他工藝不合適，其拉伸塑性也可能達(dá)不到技術(shù)條件的要求。

金相組織的影響

GH1O35合金是一種固溶強(qiáng)化合金，同時(shí)含有一些鹵素Al和Ti。除了基體之外，還有Ti(CN)、‘山友’等相。合金變形時(shí)，由于Ti(CN)、y\M23C6等相的變形速率不同，在這些相的位置會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致合金斷裂。此外，Ti(N).M23C6等相的分布形式和數(shù)量也會(huì)影響GH1O35合金的塑性:一般V在晶粒內(nèi)生成，碳化物(Ti(CN)，M23C6等。)分布在晶界上。如果碳化物以納米帶形狀分布，晶界將變脆，并且晶粒內(nèi)晶界的強(qiáng)度將不能很好地匹配。在變形過程中，在晶粒開始變形之前，晶界就會(huì)被打破，降低了合金的塑性。

為提高合金的塑性，一般采取

(1) Ti(CN)，M23C6等相溶于GH1035合金基體中，形成單相結(jié)構(gòu)。合金變形時(shí)不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中或應(yīng)力集中較小，使其能承受較大的變形量，塑性得到提高。為了達(dá)到這個(gè)目的，工業(yè)上經(jīng)常采用固溶處理。一般來說，固溶處理溫度越高，相的溶解越好，使相能夠溶解。但隨著固溶溫度的升高，合金的晶粒會(huì)長(zhǎng)大，降低合金的塑性，甚至超過技術(shù)條件規(guī)定的晶粒尺寸范圍。

(2)采用適當(dāng)?shù)臒崽幚碇贫?，改變碳化物在晶界上的分布形式，使其在晶界上呈彌散顆粒鏈狀分布。合金變形時(shí)，碳化物會(huì)粘在晶界上，阻礙晶界的變形和滑移，強(qiáng)化晶界，使晶界在晶內(nèi)的強(qiáng)度匹配良好。均勻變形會(huì)提高其塑性。

綜上所述，在合金化學(xué)成分等一定條件下，通過調(diào)整熱處理制度，可以提高GH1035合金的高溫拉伸塑性。

特別需要指出的是，金相組織對(duì)GH1035合金高溫拉伸塑性的影響。