GH738 高溫合金簡介

GH738 合 金 ( 美 國 稱 為 Waspaloy ) 于 1952 年 在 New Hartford 第 一 次真空冶煉研制成功的高溫合金,，主要裝備于美國普惠( PWA-Pratt ＆Whitney) 航空發(fā)動機公司J48 型 航空發(fā)動機渦輪葉片上，之后又被選作波音 727 和波音 747 飛機的發(fā)動機渦輪盤,。該合金具有良好的強韌化匹配,，在760 ℃ 以下具有高的拉伸和持久強度，在 870 ℃ 以下具有良好的抗氧化性能,，廣泛裝備于航空航天,、石油化工領(lǐng)域設(shè)備以及各種熱端部件。該合金通過固溶強化,、γ'相析出( 主 要 為 Ni3 ( Al,，Ti) ) 及碳化物強化等綜合作用來達到強化 的效果然而該合 金 γ' 相大約占合金總量 的 22. 6% ，γ'相是合金強化的主要來源,，合金的性能主要取決于基體中 γ'相的百分含量,、顆粒大小和顆粒的粗化速率等。Rehrer］等 研究了 GH738 合金的主要強化元素 Al,、Ti 含量對 γ' 溶解溫度和力學(xué)性能的影響及 γ'相的溶解與晶粒長大之間的關(guān)系; 隨著Al,、Ti 含 量 的 增 加，γ'的溶解溫度逐漸提高.

GH738 高溫合金的化學(xué)成分

GH738 高溫合金長期時效過程中 γ'相演變規(guī)律

1) GH738 合金經(jīng)兩種標(biāo)準(zhǔn)熱處理后,，在 時 效 過 程中 γ'相隨溫 度 的 升 高 和 時 間 的 延 長 而 長 大,，但 溫硬度; 兩種標(biāo)準(zhǔn)熱處理制度下合金時效后的硬度隨溫度的升高大致呈下降的趨勢;

3) 時效溫度及時間對合金 γ'強化相尺寸及數(shù)量產(chǎn)生影響，進而影響硬度變化,，而影響硬度最為本質(zhì)因素為合金中強化相體積分?jǐn)?shù)的差異,。

GH738 高溫合金力學(xué)性能測試

(a)和(b)分別為 GH738 合金經(jīng)不同熱處理后的室溫拉伸和硬度性能。由圖可知,，隨著固溶溫度的升高,， 合金的室溫拉伸性能和室溫硬度略呈下降趨勢，但相差不是很明顯,。這主要是由于固溶溫度的改變對合金的 γ′相數(shù)量析出沒有明顯的影響,，γ′相析出數(shù)量主要由時效階段決定。 因此,，不同固溶溫度對合金的室溫抗拉強度和硬度無明顯影響,。 γ′相是決定沉淀強化高溫合金強度的決定因數(shù)，是高溫合金強化的根本保障,，無論是共格應(yīng)變強化機制,、切割機制,，還是高溫蠕變的攀移機制，γ′相 的數(shù)量越多,，強化效果越好，強度越高,。 本文中的熱處理對 γ′相的總量影響不大,，故拉伸性能和室溫硬度差別不是很大。 隨著固溶溫度的升高,，合金的室溫拉伸強度,、屈服強度和室溫硬度都有一定的下降趨勢。 γ′相尺寸在沉淀強化高溫合金中也是一重要參數(shù),。 當(dāng) γ′相數(shù)量一定時,，γ′相尺寸對不同沉淀強化機制的高溫合金的強度影響有所不同。 對位錯切割機制,，存在一個 γ′相的臨界尺寸,，小于臨界尺寸，γ′ 相尺寸越大,，強化效果越好,，強度越高。 超過臨界尺寸,， 則 Orowan 機制起主要作用,，γ′相尺寸愈大，強化效果愈差,。 對共格強化和攀移機制,，γ′相尺寸愈大，強度愈高,。 當(dāng)合金的 γ′相數(shù)量較低時,，γ′相的大小和間距對合金性能影響更大。

GH738合金固溶處理溫度對組織和性能的影響

（1）固溶溫度在小于 1 040 ℃時,，合金的晶粒尺寸變化不明顯,，當(dāng)固溶溫度超過 1 040 ℃時，晶粒開始明顯長大,，在 1 080 ℃固溶時,，晶粒尺寸發(fā)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。