一种新型Ni-Cr-Co基变形高温合金的均匀化工艺

作者:丁雨田; 闫康; 马元俊; 高钰璧; 陈建军; 王兴茂
来源:稀有金属, 2023, 47(10): 1342-1351.
DOI:10.13373/j.cnki.cjrm.XY20120020

摘要

利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子探针(EPMA)、能谱仪(EDS)和JMatPro热力学软件对采用真空感应熔炼(VIM)和电渣重熔(ESR)双联工艺冶炼得到的Ni-Cr-Co基变形高温合金铸锭进行微观组织、析出相和元素偏析研究,并且运用JMatPro计算评价不同的均匀化处理工艺,结合均匀化后的组织分析、元素偏析消除程度,最终确定了最佳的均匀化制度。结果表明,铸锭存在明显的树枝晶和元素偏析,各元素的偏析程度大小为:Ti>W>Al>Co>Cr,其中Ti元素偏析最严重,W元素次之,偏析系数(K)分别为2.37和0.62;Ti元素在枝晶间大量富集促进针状η相的形成,并且枝晶间处的γ′相尺寸明显大于枝晶干处,其大小分别为96和55 nm。JMatPro理论计算表明,在1180℃保温24 h后元素基本已经扩散均匀;在均匀化退火过程中,随保温时间的延长,树枝晶和元素偏析逐渐被消除,η相回熔,并且合金塑性大幅度提高,其延伸率达到40%左右,约为铸态合金的两倍;实验结果证明JMatPro能够很好地预测退火处理消除枝晶偏析的程度,在均匀化处理24 h之后元素的偏析已经大部分被消除,KTi和KW分别为1.11和0.87;将保温时间延长至40 h后,Ti和W元素基本扩散均匀,KTi=1.03,KW=0.93,合金晶粒尺寸均一且无异常长大。

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