新型耐热合金SP2215组织与性能的关联性

摘要

针对新型SP2215耐热合金,通过一系列持久及冲击实验,研究了其在不同温度和时间时效处理后组织与性能之间的关联性。结果表明,SP2215合金具有优良的高温组织稳定性,在时效过程中会析出富Cu相、MX相、NbCrN相和M_(23)C_(6)等多种纳米级析出相。在时效早期,随着时效温度升高和时效时间的延长,析出相迅速增多,由于析出相的强化作用,合金的强度迅速增加;同时,合金的冲击韧性显著降低,并发生沿晶断裂,JMA相变动力学模型定量计算表明其主要与M_(23)C_(6)碳化物在晶界的连续析出与长大有关。在时效后期,析出相逐渐保持稳定,无有害相析出,晶粒度始终保持在4.5~5级,优异的高温组织稳定性使得SP2215耐热合金在时效后期具有稳定的力学性能,650和700℃的1×10^(5) h持久强度分别达到120和70 MPa级别,可实现对HR3C、Super304H等同类耐热合金的国产替代。