發(fā)布時間：2022-01-07 13:54

　　借助于Thermal-calc熱力學軟件計算了合金的平衡凝固相圖,以此為依據(jù)制定了高溫擴散退火處理的試驗參數(shù)。利用OM和SEM觀察了GH4738合金的鑄態(tài)偏析狀況,并用EPMA技術研究了合金鑄態(tài)以及不同高溫擴散退火制度下的元素偏析規(guī)律。結果表明,鑄態(tài)合金中Ti元素偏析最為嚴重,高溫擴散退火處理后Ti元素偏析得到明顯改善,經(jīng)1200℃×50 h的高溫處理后效果最為顯著,同時計算了殘余偏析指數(shù)隨溫度的變化曲線,計算結果和試驗結果基本吻合。 

【文章來源】：金屬熱處理. 2020,45(10)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

GH4738合金的熱力學平衡相圖

首先通過研究鑄態(tài)的顯微組織來直觀地認識顯微偏析的現(xiàn)象，通常鑄錠心部的溫度梯度最小，冷卻速度最慢，偏析會最嚴重[12]，因此取心部組織來觀察，如圖2所示�？梢杂^察到心部組織中大致分兩種線條呈有規(guī)律的交叉分布，在一個主線條上大致均等分布著與它垂直的從線條，類似于樹枝狀，是合金典型的鑄態(tài)組織。其中淺色線條為枝晶干，深色區(qū)域為枝晶間，另外枝晶間區(qū)域存在極少量的黑色塊狀物質，經(jīng)能譜分析為Ti、Mo含量較高，多數(shù)為碳化物且形狀不規(guī)則。然后隨機采集10組金相圖片通過截線法測量并統(tǒng)計得出平均二次枝晶間距約為75μm。為了進一步了解GH4738合金在鑄態(tài)組織中的元素偏析行為，利用EPMA技術對微區(qū)內(nèi)進行元素的半定量分析，見圖3�？梢娫卮嬖陲@著的不均勻分布，不同的色調(diào)反映不同的元素含量，元素Ti和Mo聚集在顏色較淺的枝晶間區(qū)域，為正偏析元素;元素Cr和Co聚集在枝晶干區(qū)域，為負偏析元素。

作為偏析最嚴重的元素，同時也是γ"相的主要形成元素之一，Ti元素分布的均勻性直接影響γ"相的分布乃至晶粒的均勻程度，因此減輕Ti元素的偏析是研究的關鍵。高溫擴散退火工藝的目的是在高溫長時間保溫下通過元素擴散使枝晶間和枝晶干的成分分布均勻，其中的難點是溫度和時間的選擇[6]。首先對試驗合金研究不同退火溫度對減輕Ti元素偏析的影響，選擇保溫時間10 h為例，圖4展示了鑄態(tài)以及不同退火溫度處理后的Ti元素分布圖，合金在1160℃×10 h保溫處理后Ti元素的偏析系數(shù)K=1.28，偏析程度較鑄態(tài)有所改善，但分布仍不均勻。合金在1180、1200和1220℃高溫擴散退火處理后Ti元素偏析系數(shù)K分別為1.235、1.151和1.096。在10 h的高溫處理下，隨著溫度由1160℃增加至1220℃，Ti元素偏析程度得到明顯改善，且在1220℃時偏析情況最均勻，說明溫度越高合金的高溫擴散退火效果越好，因此在允許的溫度區(qū)間內(nèi)盡量選擇較高的溫度。圖4 試驗合金中的Ti元素在不同溫度保溫10 h時的偏析情況

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Al-4.5Cu-3.5Zn-0.5Mg鑄造鋁合金的均勻化工藝及組織演變[J]. 王南海,易丹青,王海生,成勇.  金屬熱處理. 2020(01)
[2]改型IN617合金大錠型的鑄態(tài)組織及均勻化工藝[J]. 李紅梅,聶義宏,朱懷沈,白亞冠.  金屬熱處理. 2019(10)
[3]MG600鋼凝固過程中的微觀偏析和成分均勻化[J]. 陳濤,王福明,郭軍,李永亮,邸全康.  金屬熱處理. 2017(10)
[4]釩微合金化對718合金中鈮元素偏析行為的影響[J]. 莫燕,王東哲,蔣斌,李永友,劉海定,王明波.  金屬熱處理. 2017(04)
[5]GH4738合金均勻化過程組織演變及熱變形行為[J]. 李浩宇,董建新,李林翰.  材料熱處理學報. 2017(03)
[6]固溶冷卻介質對優(yōu)質GH738合金組織及力學性能的影響[J]. 榮義,成磊,唐超,畢中南,曲敬龍.  鋼鐵研究學報. 2016(11)
[7]均勻化處理過程中Waspaloy合金鑄錠中元素分配規(guī)律的研究[J]. 田玉亮,王玲,董建新,張麥倉,曾燕屏.  稀有金屬材料與工程. 2006(09)
[8]高梯度快速定向凝固下DZ22高溫合金的顯微偏析[J]. 顧林喻,劉忠元,史正興.  中國有色金屬學報. 1996(02)

博士論文
[1]IN718系列高溫合金凝固偏析及均勻化處理工藝研究[D]. 繆竹駿.上海交通大學 2011



本文編號：3574667