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manbetx:镍基Nimonic105合金的热处理工艺优化

时间:2020-06-14 作者:manbetx体育 浏览次数: 59

manbetx体育Nimonic105合金是美国“760-USC计划”和欧盟“AD700项目”的推荐材料之一,在950°C范围内具有高抗氧化性和高抗蠕变性。它打算用作国内生产的700°C及以上火力发电涡轮机叶片参数的候选材料。

目前很少有研究将Nimonic105合金用于参数高于700°C的长期使用部件。Nimonic105合金是γ'相沉淀强化合金。由于Al和C含量高,热处理后具有更多的析出强化相γ'相和碳化物析出,从而具有较高的高温强度和持久的蠕变。强度发生变化,经过标准热处理后,manbetx体育合金的可塑性和韧性较差,特别是韧性,冲击能小于10J。在Nimonic105和其他镍基合金的长期使用中,manbetx体育随着γ'相和M23C6沉淀物的沉淀增加并生长和粗化,可塑性和韧性逐渐降低,因此重要的是提高合金的初始可塑性和韧性。材料。

测试材料是Nimonic105合金,由钢厂根据标准成分通过真空感应+真空自耗法提供。交货状态为:Φ45mm×mm棒材,热轧后加工。该组织是均匀的等轴奥氏体组织,仅含有少量非常细的氧化物氧化物夹杂物(D级细级0.5),熔炼质量良好。测试材料的组成(质量分数,%)为:C0.151,Cr15.02,Ti1.30,manbetx体育Al4.70,manbetx体育Co20.36,Mo5.02,B0.007,Cu0.07,Zr0.12,Mn0。02,Si0.06,Fe0.11,Ni平衡。

通过Thermo-calc软件模拟了Nimonic105合金的热力学平衡相图。计算的参数为33,360,1.100Pa,温度范围为400至1200°C。分析了不同温度下的平衡沉淀。相特征。标准热处理工艺为1150°C×4h,AC+°C×16h,AC+850°C×16h,AC。研究了固溶处理和二次固溶后不同冷却方式和热处理工艺对Nimonic105合金力学性能的影响。研究了不同热处理后测试材料的微观结构以及沉淀物的定性和化学定量。分析。

结果表明,只有固溶处理(单固溶或双固溶)才能有效提高Nimonic105合金的室温冲击韧性,固溶处理后冷却速度越快,合金的韧性越大;'该相可改善Nimonic105合金的腔室和高温屈服强度;M23C6相只能提高Nimonic105合金的高温拉伸强度和高温可塑性,对Nimonic105合金的室温拉伸强度和腔室以及高温屈服强度的影响很小,且晶界大量析出的M23C6相为造成Nimonic105合金冲击韧性降低的主要原因。只有经过双重固溶处理才能获得12%的γ'相和2.5%的M23C6相,这使得Nimonic105合金具有更好的腔室和高温强度。可塑性和冲击韧性仍处于较高水平;Nimonic105合金的最佳热处理工艺是1150°C×4h水冷+1065°C×2h水冷,大型零件的冷却可以考虑油冷。