大尺寸优质GH4738合金铸锭的元素偏析规律及均匀化工艺

利用光学显微镜、扫描电镜及电子探针分析了大尺寸优质GH4738合金铸锭的铸态组织及凝固偏析特性,研究了不同均匀化工艺对优质GH4738合金微观组织、析出相和元素偏析情况的影响,并通过Gleeble-1500热模拟试验机的热压缩试验验证了均匀化处理工艺的合理性。结果表明:优质GH4738合金铸锭枝晶发达,存在明显元素偏析,Ti元素偏聚于枝晶间,偏析程度最严重。经1160℃×24 h+1190℃×72 h均匀化处理后,铸锭不同部位的偏析元素扩散均匀,中心处共晶相与低熔点相完全回溶,试验结果与利用残余偏析指数δ的理论计算结果吻合良好。均匀化后的合金在Gleeble热模拟压缩试验后表现出了良好的变形塑性。

优质GH738合金热变形过程中的再结晶机制

结合MTS压缩实验,分析了不同变形温度、应变速率、变形量及变形后保温时间对优质GH738合金再结晶的影响规律;进而,利用光学金相显微镜(OM)、透射电子显微镜(TEM)和电子背散射衍射(EBSD)分析,系统研究了该合金热变形前后的合金的晶粒组织、晶内亚结构、晶粒取向差异和弯曲晶界。结果表明:在实验参数范围内,优质GH738合金在热压缩过程中的再结晶以晶界弓弯方式形核的非连续动态再结晶机制为主,以亚晶旋转方式形核的连续动态再结晶机制为辅;热变形及之后的保温过程中形成的弯曲晶界大部分为普通晶界,少部分为孪晶界;弯曲晶界是取向微偏离CSL点阵的临位晶界发生小面化的结果,其本质是借助晶界位错运动形成的。

热处理对油气钻采用GH4169合金组织性能及耐蚀性的影响

采用扫描电镜(SEM)、电化学极化曲线、阻抗谱测试、力学性能测试等研究了热处理对油气钻采用GH4169合金组织性能及耐蚀性的影响。结果表明:固溶温度显著影响合金的晶粒组织,热处理主要改变合金的阳极反应过程;由于δ相和γ′/γ″相与基体间化学成分的差别造成了电位差异,以及相界面的共格/共格畸变能等,导致在极化电流条件下,合金易在此部位产生腐蚀失效问题;随时效时间延长,合金内强化相粗化,合金的强度和耐蚀性下降。

时效处理对优质GH738合金组织及力学性能的影响

采用力学性能测试与组织观察相结合的方式研究了时效温度和保温时间对优质GH738合金组织及性能的影响规律。结果表明,时效温度和时间均会对γ′相的体积分数和尺寸产生影响。当时效温度在720~800℃时,随着时效温度升高,合金强度下降,一次和二次γ′相分别长大30 nm和8 nm,一次γ′相体积分数增加,二次γ′相体积分数减少,时效温度为800℃时一次γ′相体积分数达到峰值,约为8%。当保温时间为0~48 h时,随时效时间延长,合金强度先升高后降低,两类γ′相分别长大20 nm和6 nm,一次γ′相体积分数先增后减,二次γ′相体积分数则变化相反。当保温时间为8 h时,两类γ′相体积分数分别达到峰/谷值,含量约为8%和12%。γ′相尺寸和体积分数的变化,特别是体积分数的变化,导致位错的两种强化机制作用效果不同,致使强度发生变化。