粉末氧含量对热等静压FGH4169合金力学性能与组织的影响

以氧含量分别为60×10^(-6),145×10^(-6)和216×10^(-6)的GH4169预合金粉末为原料,采用粉末热等静压法制备成块体合金,然后进行热处理,研究粉末氧含量对FGH4169合金的室温和高温力学性能及组织的影响。结果表明,随原始粉末氧含量从60×10^(-6)增加到216×10^(-6),Al和Ti元素在粉末表面富集,并生成斑点状氧化物;粉末氧含量对FGH4169合金的致密度无明显影响,但可改变合金中碳化物的分布和形态。高氧含量的FGH4169合金中易形成原始颗粒边界(prior particle boundary,PPB),PPB中含有碳化物和氧化物。FGH4169合金在室温和高温下的塑性均随氧含量增加而降低,粉末氧含量为60×10^(-6)和145×10^(-6)时,FGH4169合金在室温和650℃下的强度和塑性都能达到变形GH4169合金的标准值。

FGH4169合金的高温变形行为

利用MMS 200热模拟实验机对FGH4169合金进行高温压缩实验,建立该合金高温变形本构方程。研究结果表明:在变形温度为950～1 050℃,应变速率为0.004～10 s 1的条件下,动态再结晶是该合金的重要软化机制;FGH4169合金在950～1 050℃范围内的激活能为430 kJ/mol,该合金的功率耗散效率约比Inconel718合金的功率耗散效率高10%,峰值效率达到57%。并得到FGH4169合金在本实验条件下的加工图;其适合加工工艺如下:变形温度为1 010～1 050℃,应变速率为0.01～0.1 s 1,或者变形温度为980℃,应变速率为0.004～0.01 s 1。

碳含量对热等静压FGH4169合金原始颗粒边界与力学性能的影响

用3种不同碳含量的GH4169合金粉末为原料,采用粉末热等静压+热处理工艺制备碳含量(质量分数,下同)分别为0.026%,0.045%和0.078%的FGH4169合金,研究碳含量对FGH4169合金PPB(prior particle boundary,原始颗粒边界)和力学性能的影响。结果表明,随碳含量从0.026%增加到0.078%,FGH4169合金析出碳化物增多,超过0.078%后,形成PPB;FGH4169合金中碳化物主要为富Ti和Nb的MC型碳化物,但碳含量对合金中碳化物的种类及形貌没有明显影响;在一定碳含量范围内,随碳含量增加,FGH4169合金基体上析出的γ''相数量减少,且碳化物越来越趋向于在原始颗粒边界聚集,导致合金的室温和650℃高温强度和塑性逐渐减小。

碳含量对FGH4169合金组织的影响

通过组织观察及图像测量或统计计算分析了两种碳含量(0.022wt%、0.078wt%)对FGH4169合金的影响。结果表明,高碳含量的FGH4169合金平均晶粒尺寸较小,晶粒尺寸差异明显;碳含量对FGH4169合金中碳化物种类及形貌没有明显影响,但改变碳化物的尺寸,高碳含量的FGH4169合金更易形成PPB;低碳含量的FGH4169合金中强化相增多,强化相平均尺寸增大,强化相平均间隙减小,这有利于合金强度的提高。