时效工艺对GH4169合金弹簧丝微观组织及力学性能的影响

镍基高温合金制弹簧构件在航空航天和核电领域被广泛使用。研究了时效工艺对GH4169合金弹簧丝的微观组织结构以及室温和高温下的力学性能的影响。结果表明,随着时效温度的升高,碳化物的含量和γ’相的尺寸逐渐增加。合金经670℃×8 h,以50℃/h速率冷却至570℃,8 h AC时效后GH4169合金弹簧丝剪切强度可以达到1450MPa。当时效温度达到720℃时,δ相开始在晶界处析出。当温度继续升高后,δ相的含量逐渐增加,δ相周围的γ’相溶解。因此GH4169合金弹簧丝的γ’相含量降低,硬度和剪切强度下降。此外,随着温度的上升,GH4169合金弹簧丝的剪切强度和塑性同时降低。

时效对GH4090合金弹簧丝微观结构及力学性能的影响

为制备高强度耐高温的高温合金弹簧,以固溶冷拉的GH4090高温合金弹簧丝为母材,在550~750℃范围内进行了时效处理。研究了时效工艺对GH4090高温合金弹簧丝的微观组织结构的影响,分析了γ′强化相对其纯扭力学性能的影响。结果表明,当时效温度在650℃以下时,随着时效温度的升高,γ′相的含量增加,但尺寸变化不大,室温抗扭强度提升。当时效温度大于650℃时,γ′相明显粗化,体积分数降低,室温抗扭强度逐渐下降。另外,二阶时效处理可以获得更细化和更高体积分数的γ′相、从而表现出更高的抗扭强度与硬度。650℃×8 h(50℃/h速率冷却)+550℃×8 h (空冷)的二阶时效工艺可以合理有效地调控微观组织结构,使GH4090合金弹簧丝表现出优良的综合力学性能。室温抗扭强度达到1 373.4 MPa,并且在500℃的测试温度下保持较高抗扭强度。