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高温合金GH2132UNS66286

GH简介:

该合金是Fe-25Ni-15Cr基高温合金,加入钼、钛、铝、钒及微量硼综合强化。在℃以下具有高的屈服强度和持久、蠕变强度,并且具有较好的加工塑性和满意的焊接性能。适合制造在℃以下长期工作的航空发动机高温承力部件。

1实验材料

铁基高温合金是奥氏体不锈钢发展起来的,含有一定量的铬和镍等元素。它是中等温度(℃~℃)条件下使用的重要材料,具有较好的中温力学性能和良好的热加工塑性,合金成分比较简单,成本较低。主要用于制作航空发动机和工业燃气轮机上涡,也可以制作导向叶片、涡轮叶片、燃烧室,以及其他承力件、紧固件等。另一用途是制作柴油机上的废气增压涡轮。由于沉淀强化型铁基合金的组织不够稳定抗氧化性较差,高温强度不足,因而铁基合金不能在更高温度条件下应用。

1.1GH化学成分

1.2GH规格のmm棒材锻造工艺及固溶制度镦拔开坯过程:采用①mm自耗锭在t快锻机制坯,加热温度℃(保温4~5h),第一火由H0=mm镦粗至H1≤mm,拔长至のmm,第二火镦粗至H2≤mm,拔长至のmm,第三火锻造开坯至mm八角。开锻温度≥℃,终锻温度≥℃。

精锻形成过程:坯料表面修磨后转1t精锻机组一火成形。精锻加热温度为℃(保温2h)。精锻机第一趟开锻温度~℃,锻至のmm,第二趟开锻温度为~℃,锻至のmm,第三趟开锻温度~℃,锻至のmm,第四趟开锻温度~℃,锻至のmm,终锻温度℃左右。

固溶处理:℃±10℃,保温不少于1h,空冷、油冷或水冷;

时效处理:℃±10℃,保温不少于16h,空冷。

1.3GH组织结构

GH合金是Fe-25Ni-15Cr?高温合金,加入钼、钛、铝、钒及微量硼综合强化。GH合金在标准热处理状态下,在γ基体上有球状均匀弥散分布的Ni3(Ti,Al)型γ’相以及TiN,TiC,晶界有微量M3B2,晶界附近可能有少量相和L相。合金中硅、硫含量较高时,会有G相、Y相在晶界析出。

2常规腐蚀方式、腐蚀剂及腐蚀结果

对于高温合金、不锈钢显示晶粒边界的方法一般采用电解法和化学腐蚀法。我们选用表3所列的常规试剂进行试验。

将制备好的GH金相试样分别用1*2*3*4*试剂反复试验:一号试剂对于GH的侵蚀无电化学腐蚀反应,长时间侵蚀后腐蚀面仍为白亮,在显微镜下观察无组织无晶界;将2*试剂加热至70℃~80℃侵蚀1小时后取出清洁吹干,显微镜下观察无晶界,侵蚀2小时后取出,X显微镜下观察,晶界隐约断续,如图1;将试样放置10%草酸电解液中电解侵蚀10秒后取出清洁吹干,X显微镜下观察晶界清晰,但显示的为孪晶晶粒;

将试样放置10%稀硫酸电解液中5秒后取出清洁吹干,在X显微镜下观察仍为孪晶晶界,如图2。

3讨论

晶界腐蚀最关键的是选择正确的腐蚀方式和腐蚀剂,如果腐蚀方式选择的不当,晶界难以显示;腐蚀剂选择的不当则显示孪晶晶粒。

晶界腐蚀是电化学腐蚀过程,由于晶界处原子排列不规则,自由能较高,晶界存在成分偏析,使晶界和晶内产生电位差,构成腐蚀微电池,晶界电位相对晶内较负,在电解这一环境下,晶界作为阳极而溶解,晶界显现。

但是,在较强溶剂电解液中,又由于晶界作为阳极溶解速度太快,又易于造成孪晶面沉淀。因而,对于不同的合金应当采用不同的电解制度。考虑到GH是含有高度弥散的相的合金,所以所选的电解液的酸度不宜太大,硝酸中有微量的氯离子和氟离子,可稍稍增加不锈钢晶界的腐蚀速率。

总结了表1常规腐蚀方式腐蚀剂的缺陷,我们选择联合腐蚀法,制定出腐蚀制度(见表4)。

将制备好的GH金相试样先用硫酸高锰酸钾溶液热蚀?20分钟后置于30%硝酸溶液中电解,将试样作为正极,不锈钢板作为负极,相距18~25mm,电压3V,侵蚀1分钟后取出清洁吹干,显微镜X下观察,晶界清晰,晶粒完整,组织干净,无孪晶界,如图3,图4,图5,图6。

(TP、NG)试验,显微镜X下观察,仍然得到组织干净,无孪晶界的清晰完整晶粒,如图7,图8。

4结论

(1)晶粒度显示成功与否,主要取决于正确的腐蚀方式和腐蚀剂。采用先硫酸高锰酸钾溶液热蚀20分钟后,再用30%硝酸溶液电解的联合腐蚀法,适用于GH等的晶粒度显示,晶界清晰组织干净无孪晶。

(2)该腐蚀方法通用性大,重现性好,操作简便易行,易于掌握。

(3)提高了腐蚀速率,减少了返工率,防止了误差,提高了效率,为公司的高温合金重点品种开发研究,提供了优质快捷的数据保证。



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