合金元素对镍基粉末高温合金FGH97的强化作用.PDFVIP

第 46 卷 第 6 期 稀有金属材料与工程 Vol.46, No.6 2017 年 6 月 RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING June 2017 合金元素对镍基粉末高温合金FGH97 的强化作用 1,2 1,2 1,2 谭黎明 ，贾 建 ，张义文 ( 1. 钢铁研究总院, 北京 100081) (2. 高温合金新材料北京市重点实验室, 北京 100081) 摘 要：运用高温合金强化机理，在 FGH97 合金标准成分的基础上，调整 Co 、Cr 、Mo 、W 4 种合金化元素的含量， 设计制备了 3 种合金，以研究合金元素对合金的强化作用。结果表明：调整合金元素含量后，FGH97 合金中 γ 晶格常 数获得提高，起到了固溶强化的效果，同时 γ/γ′相错配度绝对值的提高增强了共格应变强化的效果；调整合金元素含量 对显微组织、γ′相和碳化物等相的析出没有明显影响，没有增强晶界强化和沉淀强化的效果；固溶强化对强度增量的贡 献值最高。 关键词：FGH97 ；合金化；抗拉强度；固溶强化；共格应变强化 + 中图法分类号：TG132.3 2; TG113.2 文献标识码：A 文章编号：1002- 185X(2017)06- 1578-06 由于具备晶粒细小、组织均匀、力学性能和热 上，调整 Co 、Cr 、W 、Mo 的含量，其它元素不变， 加工性能优异等特点，粉末高温合金解决了传统铸 设计制备了 3 种成分的合金，如表 1 所示。 锻高温合金由于高度合金化带来的偏析严重、热加 采用同样的热等静压、热处理等工艺获得 4 种合 工性能差等问题，是先进航空发动机涡轮盘等高温 金。切取 Φ5 mm×2 mm 规格的圆片，用砂纸磨至 承力转动部件的首选材料[1-3] 。镍基粉末高温合金 2000# 。在室温下进行 XRD 试验，用 origin 8.6 中 PFM FGH97 在 650~750 ℃范围内具备优异的综合性能， 模块对所得 γ 、γ′重叠峰进行分峰操作，运用布拉格公 [4] 目前已获得广泛使用 。对比 FGH95 和 FGH96 合 式得出晶格常数，随后算出 γ/γ′相错配度。用光学显 金，FGH97 合金的抗蠕变性能十分突出，但是抗拉 微镜(OM)和扫描电子显微镜 JSM 6480LV(SEM, EDS) 强度偏低[5] 。 观察合金显微组织和析出相，分析晶粒度，用场发射 就 FGH97 而言，γ′相含量高达 60% ，进一步提高 电镜(JEOL-FEM)观察 γ′相。 γ′相含量不仅难以达到 γ′相沉淀强化的效果，还会增加 对各合金进行室温拉伸、650 ℃拉伸、750 ℃拉伸试 其热加工的难度[6] 。作者希望通过合金化手段，在 验。运用 相关计算公式，结合室温拉伸数据在 FGH97 中添加 Co 、Cr 、Mo 、W 元素，提高 γ 相点阵 MATLAB R2014a 计算程序下进行最小二乘法拟合， 常数，增强固溶强化的效果；同时，由于 Co