鎳基高溫合金以其優良的高溫強度及塑性而廣泛應用于發動機渦輪盤及葉片等部件。 GH738 (Waspaloy)合金作為γ'相沉淀硬化型的鎳基高溫合金,尤其以優良的強韌化匹配及較低的裂紋擴展速率,在石油化工、航空航天等領域用煙氣輪機,燃氣輪機等動力機械中的渦輪盤、葉片、螺栓及封嚴環等部件上得到了廣泛應用,其發展潛力仍在不斷發掘。隨著航空科技的發展,對生產渦輪葉片渦輪盤等材料的性能要求越來越高,必須尋求精確控制合金組織的變形工藝,以達到合金性能的穩定及節約成本的目的。
GH738 是以 γ′相沉淀硬化的鎳基高溫合金,具有良好的耐燃氣腐蝕能力、較高的屈服強度和疲勞性能,工藝塑性良好,組織穩定,廣泛用于航空發動機轉動部件,使用溫度不高于 815 ℃。 可以生產冷軋和熱軋板材、管材、帶材和鍛件、鑄件、緊固件。 GH738 合金的顯微組織包括 γ 基體相,γ′和碳化物析出相。
GH738合金化學成分
(1)固溶溫度在小于 1040 ℃時,合金的晶粒尺寸變化不明顯,當固溶溫度超過 1040 ℃時,晶粒開始明顯長大,在 1080 ℃固溶時,晶粒尺寸發生明顯長大,達到 ASTM4.5 級。
(2)隨著固溶溫度的提高,γ′相逐漸減少,新析出的 γ′相逐漸長大,并在基體中保持均勻分布。
(3)隨著固溶溫度的升高,合金的室溫抗拉強度和室溫硬度略呈下降趨勢,但相差不明顯,但合金室溫屈服強度下降較明顯,下降約 100 MPa。
(1)固溶冷卻介質不同時 HQ GH738合金晶粒尺寸不變,但固溶后,隨冷速的提高,二次γ′相含量逐漸減少,尺寸逐漸減小。
(2)HQ GH738合金強度尤其是屈服強度與2種尺寸γ′相含量、尺寸和分布密切相關,冷速越快,固溶冷卻過程中一次γ′相粗化越少,尺寸在50nm左右的二次γ′相在雙時效過程中析出越多,合金的屈服強度越高。
(3)航空發動機渦輪盤鍛件要求合金具有較高強度,可以采用油冷或冷速更快的固溶冷卻方式,但要同時考慮淬火應力的存在導致盤鍛件變形及開裂的風險。
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