InconelX-合金概述
InconelX-(UNSN07)是一种沉淀硬化镍基高温合金,用于需要高达约°C的高强度的各种应用。热处理后,InconelX-合金具有高应力断裂强度和低蠕变率,最高可达℃左右。在℃以下具有良好的抗蠕变性,在℃以下具有良好的抗松弛性,耐腐蚀性高。这种合金主要用于航空航天工业制品,如燃气轮机转子叶片、燃气轮机叶轮、螺栓等燃气轮机结构件。它还用于喷气发动机加力燃烧室、机身和导弹结构。
InconelX-零件热处理工艺
零件的热处理应在无硫的中性或还原性气氛中进行,以免发生硫化。零件应避免在℃~℃进行“热→冷”处理,对于大截面的零件,为了防止裂纹,固溶处理后应在空气中冷却。成品零件的最终热处理制度选择见表
热处理工艺对InconelX-合金的组织和性能的影响研究
张亚辉以InconelX-合金为研究对象,采用Thermo-Calc热力学计算、热模拟试验、热处理等研究方法,以及SEM、TEM、XRD、相分析等分析方法,系统研究了效果合金元素对平衡析出物的影响。其影响规律、热变形特性及热处理工艺对合金组织和力学性能的影响为InconelX-合金在大型锻件中的应用提供了科学依据和理论依据。具体研究结果如下:
(1)研究了合金元素对InconelX-合金平衡析出相析出规律的影响。经模拟计算发现,合金中的主要平衡析出相为γ相、M_(23)C_6相和MC相,在合金非平衡凝固过程中Ti元素存在严重的正偏析现象。.合金中γ′的最大析出量和最高析出温度增加,Al元素的作用更显着;随着C含量的增加,MC和M_(23)C_6的最大析出量增加;随着Cr元素的增加,M_(23)C_6的最高析出温度升高。
InconelX-合金成分优化结果:C:0.03~0.05%,Al:0.7~0.9%,Ti:2.00~2.25%,Nb:0.75~0.95%,Cr:13.5~15.5%。(2)研究了InconelX-合金在0.1S~(-1)~10S~(-1)和℃~℃变形条件下的热变形行为。实验发现该合金在℃和℃的温度和0.1S~(-1)和1S~(-1)的应变速率下热变形过程中可以达到动态平衡。热变形过程中出现连续流变软化现象;通过建立合金热变形本构方程,计算出合金的变形活化能为.12KJ/mol;基于动态材料模型,建立合金热加工图,确定合金热度加工范围为:变形温度℃~℃,应变率0.1~0.S~(-1)。
(3)研究了热处理工艺对InconelX-合金组织和力学性能的影响。随着固溶时间的增加,合金的力学性能基本保持不变,合金的晶粒尺寸略有增加。固溶+水冷和固溶+油冷后,合金内部无γ相析出,时效后析出细小球状γ,细块状M_(23)C_6和针状M_(23)为在晶界析出。C_6。固溶+空冷后,合金中析出少量小球状γ,时效后再次析出γ,第一个γ略有增长。固溶+炉冷后,合金中析出大立方γ和小球状γ,在晶界析出大而块状的M_(23)C_6。γ′,初生γ′无明显变化,晶界碳化物无明显变化;随着时效温度的升高,γ′相的尺寸不断增大,时效温度从℃开始,强度急剧下降,时效温度在℃时,冲击韧性达到最小值。