Al、Ti含量对Inconel 718合金铸造组织和凝固行为的影响

采用差热分析(DSC)、光学显微镜、扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDS)和X射线衍射分析(XRD)测试手段,结合JMatPro模拟计算分析研究了Al、Ti含量对Inconel 718铸锭组织和凝固行为的影响。结果表明,不同Al、Ti含量Inconel 718合金的铸态组织均呈典型树枝状结构,枝晶间析出相主要由(γ+Laves)共晶相和少量M(C,N)构成。随着Al/Ti原子比的升高,铸态组织中黑色枝晶间区域数量明显增加,Laves相形态由块状向共晶筛网状转变,同时Laves相周围析出的针状一次δ相和枝晶间γ″相数量减少;Inconel 718合金的凝固次序没有改变,合金的液相线由1363.5℃(合金Ⅰ)降低至1358.7℃(合金Ⅲ),而Laves相初熔温度和MC相固溶温度变化不大(不超过1.4℃);Nb,Mo,Ti元素在枝晶间的偏析程度随着Al/Ti原子比的升高而减轻。热力学计算结果显示,增加Al/Ti原子比可以提高γ′相数量,降低γ″相的数量。改型合金的硬度值随着Al/Ti原子比的提高而增加,当Al/Ti=4.32且(Al+Ti)=3.1at.%时,硬度值达到了345HV,比Inconel 718母合金硬度提高了23.7%。

GH4169D合金电渣重熔过程中铝钛元素烧损规律及精准调控技术

Al、Ti作为高温合金的强化相形成元素,在冶炼过程中精准调控是保证合金棒材头尾性能的一致性和批次稳定性的关键。在电渣重熔过程中,由于Al、Ti元素的化学性质活泼,很容易烧损,造成电渣锭轴向Al、Ti含量分布不均匀,进而导致铸锭组织和性能产生波动。以GH4169D为研究对象,系统研究了不同渣系条件下电渣重熔过程中的Al、Ti烧损规律,并基于热力学模型分析了冶炼温度、渣系组元含量及初始电极Al、Ti元素含量对平衡Al、Ti含量的影响规律和机制。基于此,通过渣系设计实现了GH4169D合金电渣锭Al、Ti元素的精准调控。