GH2984(GH984)沉淀硬化變形高溫合金
GH2984是Fe-Ni-Cr基沉淀硬化變形高溫合金,,工作溫度700℃~750℃.合金以鉻,、鉬和鈮等元素進(jìn)行固溶強(qiáng)化,以少量鋁,,鈦形成沉淀強(qiáng)化相,,該合金具有良好的長(zhǎng)期持久強(qiáng)度,、抗yang化和耐腐蝕能力,良好的冷熱加工性能,,較好的組織穩(wěn)定性和可焊性,。主要產(chǎn)品有棒材、管材,、板材,、帶材和環(huán)形件。
合金已用于制作艦用及超臨界鍋爐用,,工作在700℃~75℃的過熱器管材,,在艦用鍋爐經(jīng)十年使用考核,效果良好,,已投入批量使用,。
該合金與同類用途的鎳基合金比較,可以節(jié)約ω(Ni)32%~34%,并且不含鈷,,因而成本低廉,。合金經(jīng)長(zhǎng)期時(shí)效后,析出少量顆粒狀σ狀,,對(duì)性能沒有影響,,合金在各種不同熱處理狀態(tài)以及焊接時(shí)均沒有出現(xiàn)晶間腐蝕現(xiàn)象。
元素 C Cr Ni Mo Al Ti Fe Nb Mn Si S p
小量 18.0 40.0 2.0 0.20 0.90 0.90
大量 0.08 20.0 45.0 2.4 0.50 1.30 余 1.30 0.50 0.50 0.01 0.01
熱處理制度
制度A:1100℃±10℃保溫1小時(shí),,空冷,。
制度B::1100℃±10℃保溫1小時(shí),空冷+750℃±10℃保溫8小時(shí),,空冷,。
制度c:1100℃±10℃保溫1小時(shí),空冷+750℃±10℃保溫8小時(shí)以每小時(shí)50℃降溫至650℃±10℃保溫16小時(shí),,空冷
高溫合金強(qiáng)度提供的幾種途徑與方法:固溶強(qiáng)化加入與基體金屬原子尺寸不同的元素(鉻,、鎢、鉬等)引起基體金屬點(diǎn)陣的畸變,,加入能降低合金基體堆垛層錯(cuò)能的元素(如鈷)和加入能減緩基體元素?cái)U(kuò)散速率的元素(鎢,、鉬等),以強(qiáng)化基體,。沉淀強(qiáng)化通過時(shí)效處理,,從過飽和固溶體中析出第二相(γ’、γ",、碳化物等),,以強(qiáng)化合金。γ‘相與基體相同,,均為面心立方結(jié)構(gòu),,點(diǎn)陣常數(shù)與基體相近,,并與晶體共格,因此γ相在基體中能呈細(xì)小顆粒狀均勻析出,,阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng),,而產(chǎn)生顯著的強(qiáng)化作用。γ’相是A3B型金屬間化合物,,A代表鎳,、鈷,B代表鋁,、鈦,、鈮、鉭,、釩,、鎢,,而鉻,、鉬、鐵既可為A又可鎳基合金中典型的γ‘相為Ni3(Al,Ti),。γ’相的強(qiáng)化效應(yīng)可通過以下途徑得到加強(qiáng):增加γ‘相的數(shù)量,;使γ’相與基體有適宜的錯(cuò)配度,以獲得共格畸變的強(qiáng)化效應(yīng),;加入鈮,、鉭等元素增大γ’相的反相疇界能,以提高其抵抗位錯(cuò)切割的能力,;加入鈷,、鎢、鉬等元素提高γ‘相的強(qiáng)度,。γ"相為體心四方結(jié)構(gòu),,其組成為Ni3Nb。因γ"相與基體的錯(cuò)配度較大,能引起較大程度的共格畸變,,使合金獲得很高的屈服強(qiáng)度,。但超過700℃,強(qiáng)化效應(yīng)便明顯降低,。鈷基高溫合金一般不含γ相,,而用碳化物強(qiáng)化。晶界強(qiáng)化在高溫下,,合金的晶界是薄弱環(huán)節(jié),,加入微量的硼、鋯和稀土元素可改善晶界強(qiáng)度,。這是因?yàn)橄⊥猎啬軆艋Ы?,硼,、鋯原子能填充晶界空位,降低蠕變過程中晶界擴(kuò)散速率,,抑制晶界碳化物的集聚和促進(jìn)晶界第二相球化,。另外,鑄造合金中加適量的鉿,,也能改善晶界的強(qiáng)度和塑性,。還可通過熱處理在晶界形成鏈狀分布的碳化物或造成彎曲晶界,提高塑性和強(qiáng)度,。氧化物彌散強(qiáng)化通過粉末冶金方法,,在合金中加入高溫下仍保持穩(wěn)定的細(xì)小氧化物,呈彌散分布狀態(tài),,從而獲得顯著的強(qiáng)化效應(yīng),。通常加入的氧化物有ThO2和Y2O3等。這些氧化物是通過阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)和穩(wěn)定位錯(cuò)亞結(jié)構(gòu)等因素而使合金得到強(qiáng)化的,。
熱處理名詞解釋:①退火:實(shí)質(zhì)是將高速鋼從奧氏體向珠光體轉(zhuǎn)化,。作用是降低高速鋼表面硬度,提高塑性,,以利于切削等冷變形加工,;使鋼的成分均勻,改善性能,,為進(jìn)一步熱處理做準(zhǔn)備,;消除應(yīng)力,以防止變形或開裂,。②正火:通過消除網(wǎng)狀碳化物來(lái)改善鋼的切削性能,;通過細(xì)化晶粒來(lái)消除內(nèi)應(yīng)力;某些特定情況下,,如C<0.4%的中低碳鋼可代替退火或進(jìn)行不太重要的加工,。③淬火:實(shí)質(zhì)是將過冷的奧氏體向馬氏體或者珠光體轉(zhuǎn)變。需配合不同的回火,,達(dá)到所需的力學(xué)性能,。④回火:配合淬火調(diào)整力學(xué)性能;保證工件的尺寸與形狀不變,;消除內(nèi)應(yīng)力,,防止開裂和變形。⑤調(diào)質(zhì):實(shí)質(zhì)是淬火與高溫回火的組合,,作為綜合力學(xué)性能的熱處理,;也是軟氮化的預(yù)熱處理。⑥滲碳:強(qiáng)化表面,,提高鋼的表面硬度和耐磨性,。⑦氮化:適用于有腐蝕要求和更高的耐磨要求的模具,,較優(yōu)的高速鋼表面硬度和耐磨性。