固溶時(shí)間對GH4698合金組織與性能的影響

GH4698合金為典型的鎳基沉淀強(qiáng)化型高溫合金，廣泛用于制造大型渦輪盤鍛件、壓氣機(jī)盤、導(dǎo)流片、承力環(huán)等重要承力零件，工作溫度可達(dá)750～800℃。為獲得良好的綜合力學(xué)性能，合金應(yīng)得到大、小兩種不同尺寸的γ'析出相，通常方法是采取一次固溶兩次或多次不同溫度時(shí)效方法來獲得。GH4698合金的熱處理制度主要有兩種：①標(biāo)準(zhǔn)熱處理制度：（1100～1120）℃×8h，AC+（1000±10）℃×4h，AC+（775±10）℃×16h，AC；②四段式熱處理制度：（1100～1120）℃×8h，AC+（1000±10）℃×4h，AC+（775±10）℃×16h，AC+（700±10）℃×16h，AC。隨著GH4698合金在不同結(jié)構(gòu)部件上的應(yīng)用，要求其力學(xué)性能不斷提高，改進(jìn)材料熱處理制度成了研究重點(diǎn)。由于都是延續(xù)前蘇聯(lián)高溫合金熱處理工藝，合金的固溶熱處理的時(shí)間均較長?？蒲腥藛T試圖通過縮短GH4698合金標(biāo)準(zhǔn)熱處理制度的固溶時(shí)間，研究了固溶時(shí)間對GH4698合金組織與性能的影響，為生產(chǎn)實(shí)際縮短固溶時(shí)間，降本增效提供依據(jù)。

試驗(yàn)用料采用真空感應(yīng)爐加真空自耗雙聯(lián)工藝生產(chǎn)的Φ36mmGH4698合金棒材。將其切成110mm短棒后，分別進(jìn)行不同方式熱處理。首先對標(biāo)準(zhǔn)熱處理中第二段熱處理的性質(zhì)進(jìn)行研究，并針對3#、4#熱處理工藝試料分別加工室溫拉伸、高溫拉伸、室溫沖擊及高溫持久試樣，并分別進(jìn)行試驗(yàn)。具體熱處理工藝如下：

1#1110℃×1h，AC+1000℃×1h，AC

2#1110℃×1h，AC+1000℃×4h，AC

3#1110℃×1h，AC+1000℃×4h，AC+775℃×16h，AC

4#1110℃×8h，AC+1000℃×4h，AC+775℃×16h，AC

為研究固溶時(shí)間對合金組織的影響，分別對3#、4#號(hào)試樣進(jìn)行組織研究。研究發(fā)現(xiàn)合金在1110℃保溫1h與保溫8h晶粒度等級(jí)沒有明顯變化，固溶程度幾乎一致，這表明GH4698在較短固溶時(shí)間內(nèi)，就可以進(jìn)行充分固溶，滿足后續(xù)的時(shí)效要求，得到較好的力學(xué)性能。

熱處理制度對合金γ'相及晶界析出物的影響研究發(fā)現(xiàn)，合金經(jīng)過不同時(shí)間固溶后，進(jìn)行相同時(shí)效處理后，γ'相無明顯的差異，均為大小兩種γ'相在基體中彌散分布。較大γ'相尺寸在200nm左右，主要呈圓形，同第一段時(shí)效后比較尺寸基本沒有較大變化；較小γ'相尺寸在30nm左右，呈細(xì)圓形小顆粒彌散分布，主要是在第二段時(shí)效過程中析出的。結(jié)果表明：

（1）GH4698合金在1110℃固溶后，進(jìn)行的1000℃×4h，AC是高溫時(shí)效過程。

（2）縮短固溶時(shí)間，將GH4698合金的熱處理工藝調(diào)整為1110℃×1h，AC+1000℃×4h，AC+775℃×16h，AC；能夠得到較好的組織，并且滿足各方面技術(shù)要求。