GH1139合金长时刻安排稳定性的研讨

发布时间：2022-05-10 作者：焱狄金属次数：1277次

GH1139合金

GH1139高温合金是Fe-Cr-Ni基固溶强化型变形高温合金，使用温度小于950℃。合金加入铬、锰和氮元素进行固溶强化和稳定奥氏体组织，加入硼元素强化和净化晶界。合金肯有罗好的持久性能和抗氧化性能，晚于焊接成形。适于制作经冲压和焊接的燃烧室等高温承力件，主要产品有板材和棒材。

GH1139合金已用于制作航空发动机安装座、管接头、四通、壳体、和转动套等，批产和使用情况良好。

GH1139合金在600℃长期时效1000h后无有害相析出。

GH1139高温合金化学成分

元素	C	Cr	Ni	Fe	B	Mn	Si	P	S
最小	-	23.0	15.0	Bal	-	5.0	-	-	-
最大	0.12	26.0	18.0	Bal	0.01	7.0	1.0	0.035	0.02

热处理制度
冷轧薄板：1080℃，空冷。
热轧和锻制棒材：1050-1150℃保温30分钟至60分钟，空冷或炉冷。
密度：7.83

实验资料及方法
1.1
实验资料
所用实验料取自抚顺特殊钢(集团)有限责任公司生产的中16mm的热轧圆棒。试料的锻炼工艺为非真空感应+电渣重熔双联锻炼工艺，试料经1100℃×45min，空冷固溶处理后再进行长时刻时效处理。长时刻时效的温度别离为300℃、500℃和600℃，时效时刻别离为100h、500h和1000h。试料的化学成分为(质量分数，%)：C0.046，Si0.14，Mn6.12，Cr24.92，Ni16.90，B0.0047，N0.33，S0.002，P0.011，余为Fe。
1.2 实验方法
试样毛坯经长时刻时效后，别离加工成润滑拉伸、润滑耐久和硬度试样，然后别离在拉伸实验机、耐久
实验机和硬度计上进行GH1139合金的力学功能测验。测验后的润滑耐久试样经线切割机沿轴向切开后再制成金相试样，最后，在MEF4A型定量显微图像仪上对耐久试样的显微安排进行调查和拍照。
2 实验成果及分析
GH1139合金长时刻时效后的拉伸、耐久和硬度实验成果如表1所示，合金经不同温度长时刻时效后力学功能随时效时刻的改变关系曲线见图1、图2和图3。从图1~图3中可看出：GH1139合金别离在300℃和500℃经100h、500h、1000h的长时刻时效后，其硬度、室温拉伸功能和900℃的拉伸功能与长时刻时效前的功能比较根本不变，耐久功能虽有些改变，但改变不大；GH1139合金在600℃经100h、500h、1000h长时刻时效后，其硬度、室温拉伸功能和900℃拉伸功能与长时刻时效前的功能比较根本不变，耐久功能随时效时刻的延伸有所下降，但仅仅当时效时刻超越500h后，耐久功能才下降比较多。
为GH1139合金长时刻时效前后的显微安排照片。从图中可看出：GH1139合金在300℃、500℃和600℃温度下时效，即使时效时刻到达1000h，晶粒度也没有改变，晶粒度均为ASTM 4级。可见，在600℃以下保温，GH1139合金的晶粒不会长大。众所周知，合金的耐久功能受晶粒度的影响很大。但是，GH1139合金长时刻时效前后的晶粒度根本不变，从表1可见：GH1139合金长时刻时效前后的耐久功能或多或少地有些改变，尤其是经600℃×1000h长时刻时效后，耐久功能的下降幅度较大。此外，在同一时效温度和时效时刻下，3支耐久试样的耐久寿数有些涣散，有时涣散度还比较大。这标明，GH1139合金的耐久寿数除受晶粒度影响外，还受其他因素的影响，为此，笔者调查了GH1139合金的晶界碳化物，成果发现耐久寿数附近的试样，其晶界碳化物的形状、数量和巨细也附近，而耐久寿数相差较大的试样，其晶界碳化物的形状附近，但数量和巨细不同较大。如所示，同为300℃时效1000h的3支试样，耐久寿数依次为149h+25min、105h+55min和62h+50min，其晶界碳化物的形状和巨细不同不大，但数量随耐久寿数的下降却依次下降，可见，GH1139合金的耐久寿数随晶界碳化物数量的减少而下降时效准则不同的试样，当其晶界碳化物数量、巨细和描摹附近时，其耐久寿数也挨近。如耐久寿数同为62h+50min的2支试样，其晶界碳化物的数量、巨细和描摹十分挨近，耐久寿数为108h+5min和105h+55min的2支试样，其晶界碳化物的数量、巨细和描摹也挨近。有资料标明：晶界碳化物数量较少，晶间脆性裂纹简单构成和扩展，导致合金过早开裂；晶界上有适宜数量、尺度和密度的颗粒状碳化物均匀分布时，有利于阻挠晶间裂纹的扩展，导致晶间塑性开裂，使合金有较长的耐久寿数和较高的塑性；当晶界上有尺度较大、数量较多的碳化物产生集合时，有利于晶间裂纹的构成和敏捷扩展，使耐久寿数下降(1.2]。因而，本文所研讨的GH1139合金在长时刻时效前，碳化物的巨细和数量还比较适中，未到达集合的程度，其耐久寿数也较高；在600℃时效1000h后，有一支试样的耐久寿数为32h+25min，而其晶界碳化物的尺度显着减小，这应该是其耐久寿数大幅度下降的主要原因。
3 结论
(1)GH1139合金在300℃、500℃和600℃别离经100h、500h和1000h长时刻时效处理后，其晶粒度根本不变。
(2)GH1139合金在300℃和500℃别离经100h、500h、1000h长时刻时效后，其硬度、室温拉伸功能和900℃拉伸功能与长时刻时效前的功能比较根本不变，耐久功能虽有些改变，但改变不大。
(3)GH1139合金在600℃经100h、500h、1000h长时刻时效后，其硬度、室温拉伸功能和900℃拉伸功能与时效前的功能比较根本不变，耐久功能随时效时刻的延伸有所下降，但仅仅当时效时刻超越500h后，耐久功能才下降比较多。
(4)GH1139合金晶界碳化物数量较少且尺度较小时，耐久功能大幅度下降。

GH1139合金长时刻安排稳定性的研讨

GH1139合金

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