GH是一种Fe-Ni-Cr-Al系时效强化变形高温合金,最高使用温度达℃,由于该合金的高温强度、高温抗氧化性、耐腐蚀性能和组织稳定性良好,且易于成型和焊接,可广泛用于制造航空航天、核电、石化、冶金等领域用耐高温抗氧化零部件。目前,国内外对GH高温合金的研究较少,主要集中在无缝管制造、组织及性能研究等方面,而有关热处理温度及保温时间对GH合金的组织和硬度的影响未见相关报道。本文通过工业化生产装备制造出GH高温合金冷轧无缝管,研究热处理制度对其金相组织及硬度的影响,希望以此试验可以为制定该合金的工业化热处理规范提供理论依据。
1.1准备试验材料
将GH合金采用12t真空感应炉冶炼,浇铸成Ф60mm×mm合金锭,然后采用Ф40mm电渣重熔工艺冶炼,快锻开坯成mm八角坯,再径锻成Ф70mm圆管坯,随后经过剥皮、切断、钻定心孔等工序,最后热穿孔成Ф70mm×7mm规格荒管,具体化学成分见表1。热穿孔GH荒管经两道次冷轧至Ф25mm×mm规格成品管,然后去油。GH化学成分见表1.
1.2实验方法
将以上不同热处理条件的纵向金相试样进行磨抛,然后采用g草酸+mL浓盐酸配比的混合溶液进行电解,并在ZEISSAxiovert40MAT型金相显微镜下观察、拍照,每种热处理条件纵向金相组织随机选取5个不同视场,分别按GB/T—《金属平均晶粒度测定方法》中的截点法测量晶粒尺寸,并计算5个不同视场晶粒尺寸的平均值。对每个热处理条件下的硬度试样进行横向研磨并抛光,然后按GB/T.1—9《金属材料维氏硬度试验第1部分:试验方法》中的要求在HAD型数显布洛维硬度计上检测其维氏硬度HV0。
1.试验结论
通过显微镜观察结果显示,以及数学公式计算得知一下结论:
(1)热处理温度为0℃时,GH合金的晶粒细小、均匀,随热处理温度的升高,晶粒逐渐长大;热处理温度在0~℃时,GH合金晶粒较均匀;超过℃后个别晶粒明显长大。
(2)不同保温时间下,GH合金的平均晶粒尺寸随热处理温度变化的趋势相同,且晶粒随温度的升高而逐渐长大。0~℃温度时,GH合金的晶粒长大缓慢,温度超过℃后晶粒长大稍有加快。GH合金的晶界迁移表观激活能为24.9kJ/mol。
()在不同热处理温度下,GH合金的平均晶粒尺寸随保温时间的延长而长大,保温时间超过20min后晶粒长大速度变缓。合金的平均晶粒尺寸随保温时间的变化规律符合贝克公式。0~℃温度时,GH合金的动力学时间指数η在0.9左右,温度超过℃后减小。
(4)不同热处理制度下,GH合金的维氏硬度与平均晶粒尺寸符合Hall-Petch关系式。
希望,上海穆然实业这次的试验可以给各位技术研究者带来一点启发。