GH4169合金,是一种含Nb的高强度镍-铬-铁基高温合金,主要用于制造航空发动机的高温部件,如涡轮盘、叶片、机匣等。该合金的主要强化相为体心四方的γ″相及面心立方的γ′相,在650℃以下具有较高的强度和塑性、良好的抗疲劳和耐腐蚀性,是目前航空航天领域应用最为广泛的高温合金。
GH4169合金冷辊轧叶片的制造过程是从坯料开始经过多次冷轧变形、软化热处理、中间热处理及最终热处理,直到获得满意的金相组织及性能合格的叶片,这是一个完整的工艺链。科研人员研究了热处理软化制度变化对GH4169合金组织性能的影响,为GH4169合金冷辊轧叶片热处理制度的制定提供依据。
试验用GH4169合金板材规格为2.5mm厚固溶状态的冷轧板,棒材为Φ20mm固溶状态的热轧棒。GH4169合金板材分别按10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%变形程度进行冷轧,冷轧后选择970、980、995℃在箱式电炉内进行软化处理。GH4169合金棒材冷轧变形后进行970和995℃软化处理,板材冷轧变形后进行1000℃软化处理,叶片冷轧后进行970℃软化处理,然后均进行中间处理和固溶时效处理。中间处理制度为900℃,空冷,固溶时效处理制度为1010℃,空冷+720℃×8h冷至620℃×8h,空冷。试验完毕后,用金相显微镜及拉力试验机等检测合金金相组织和力学性能。试验结果表明:
(1)GH4169冷辊轧叶片冷轧后采用970~995℃软化处理制度,可以使硬度得到明显降低,有利于第二次冷轧的进行。
(2)采用995℃温度进行软化处理,可以得到更好的软化效果,且对合金组织性能无影响。
(3)GH4169合金冷轧变形后,软化处理对力学性能影响很小,
北京线材生产而中间处理和最终固溶时效热处理是决定力学性能的重要工序。
(4)冷辊轧叶片所选用的中间处理和固溶时效制度,对于改善金相组织及力学性能会起到有效作用。