固溶温度对GH4099合金显微组织和力学性能的影响

摘要

为了研究固溶温度对GH4099合金环锻件显微组织和力学性能的影响,设计了环轧后锻件固溶处理温度为1080、1100和1120℃,保温时间均为1h,时效处理制度为900℃条件下保温5h的热处理试验,并开展相关的组织分析和力学性能测试。采用扫描电子显微镜(SEM)、电子探针显微分析(EPMA)、JMatpro软件计算和力学实验检测等手段研究了不同固溶温度下GH4099合金环锻件的显微组织和力学性能。结果表明,1080、1100和1120℃固溶处理后γ'相的平均尺寸分别为47.3、48.5和49.3nm,体积分数分别为30.1%、31.0%和29.9%,由此可见,固溶温度对γ'相的尺寸、含量及分布影响不大。随着固溶温度的升高,合金硬度呈下降趋势。晶内颗粒状M_(23)C_(6)随着固溶温度的上升逐渐发生回溶,当温度达到1120℃时,晶内M_(23)C_(6)几乎完全回溶。固溶温度在1100℃以下时,晶粒细小,组织均匀;固溶温度在1100℃以上时,晶粒尺寸出现明显的长大现象,并且经时效处理后,M_(23)C_(6)型碳化物呈链状析出于晶界,使晶界由平直状变为弯曲状,弯曲晶界显著提升了合金的持久寿命。持久试样断口附近晶粒组织被拉长,晶界处存在大量的孔洞,该现象表明沿晶断裂为该合金裂纹萌生和扩展的主要机制。此外,1120℃固溶处理时,合金内部组织不均匀,出现混晶现象;由此可知,GH4099合金环锻件的最佳固溶处理温度为1100℃。