GH4169A高温合金钢丝生产工艺探讨

介绍生产GH4169A高温合金钢丝的工艺。一般采用1030℃保温0.5 h快速出炉水冷的固溶工艺,用KMnO4法碱浸和混合酸洗的方法去除氧化皮,选用草酸盐涂层和干式润滑方式,进行压缩率为27.0%-28.5%的单道次拉拔,可获得高强度、高韧性且具有一定弯曲性能的产品。

不同时效温度对GH4169合金钢组织及力学性能的影响

利用扫描电镜、透射电镜及力学性能测试方法,研究热连轧GH4169合金钢在不同时效温度下力学性能及微观组织的变化规律,揭示其变形机制。结果表明,时效处理可细化试验钢组织,晶粒细化至4-6μm,同时析出γ＇和γ＇＇等弥散相;随着测试温度的升高,合金钢的抗拉强度和屈服强度降低,伸长率提高,其主要变形机制是位错控制的双向滑移和孪晶的多向变形,且随着形变的增加,合金钢晶界处因积塞萌生的裂纹数目随之增加直至断裂。

电弧增材制造GH4169合金均匀化热处理组织特征、力学性能和蠕变性能研究

为深入探究电弧增材制造GH4169合金热处理组织特征,针对不同热处理工艺对GH4169合金组织及相的影响开展研究,以确定最佳的均匀化热处理工艺。采用电弧熔丝增材制造技术成形GH4169合金试块,研究不同均匀化热处理温度下试样微观组织和力学性能的变化。结果显示,随着均匀化温度的提升,Laves相逐渐溶解至完全溶解,试样组织逐渐变得均匀。当均匀化温度升至1 100℃时,Laves相完全溶解,试样水平方向和垂直方向均为等轴晶,组织各向异性消除。经过1 100℃均匀化处理再进行固溶+双时效处理,材料强度明显提升,相比沉积态增加50%,且材料的蠕变性能远高于锻件标准。研究表明,通过控制均匀化热处理温度和后续的热处理工艺,能有效提升电弧增材制造GH4169合金的力学性能和蠕变性能。对于优化电弧增材制造GH4169合金的工艺参数,提高其综合性能具有重要意义。

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。

均匀化热处理对电子束熔丝增材制造GH4169合金组织和性能的影响

采用直径为¢2 mm的GH4169合金丝材进行电子束熔丝增材制造,制备出尺寸为150 mmx 120 mmx75 mm的沉积试块。研究了不同均匀化处理温度对沉积试样组织和力学性能的影响。结果显示,当均匀化温度为1020〜1060°C,组织内部出现再结晶组织,晶粒尺寸不均匀;当均匀化温度为1100°C,Laves相完全回溶,元素偏析基本消除,晶粒平均尺寸长大到212 pun;当均匀化温度为1180°C,合金偏析元素完全均匀化,晶粒组织粗化严重。均匀化试样经固溶+双时效热处理后,合金显微硬度和强度明显增加,1100〜1140°C均匀化处理的试样,其显微硬度可以达到450 HV以上,室温拉伸性能接近锻件水平。

电磁辅助电弧熔丝增材制造GH4169合金的组织和疲劳性能

采用电磁辅助TIG电弧熔丝增材制造在1Cr18Ni9Ti不锈钢基板上制备了GH4169合金,分析了GH4169合金的凝固组织,研究了励磁电流对GH4169合金室温疲劳性能的影响。结果表明,电磁辅助电弧熔丝增材制造GH4169合金组织致密,无明显气孔、裂纹等缺陷。成形试样的宏观组织由沿沉积方向自下而上外延生长的粗大柱状晶组成,在施加外部磁场后,柱状晶尺寸减小,当励磁电流为1 A时,枝晶间脆性Laves相含量最少,元素的显微偏析现象减弱;随励磁电流的增大,成形试样的室温疲劳性能呈现先增大后减小的趋势,当励磁电流为1 A时,其疲劳寿命达到1.1×10^(6),成形试样的室温疲劳性能最佳。

电子束熔丝增材制造GH4169组织及力学性能研究

对电子束熔丝增材制造GH4169多道多层沉积试样块进行了研究,分析了电子束熔丝增材制造沉积块不同高度与不同成形方向的显微组织以及力学性能。结果表明,电子束熔丝增材制造的GH4169组织及力学性能存在明显的各向异性。成形试样的显微组织主要为γ相和共晶γ+Laves相以及碳化物相,枝晶间存在大量的Laves条带;不同成形方向上的组织有所差异,沿送丝方向(Ds)为等轴“十字形”γ枝晶,沉积高度方向(Dd)、水平方向(Dt)的典型组织为柱状晶。EDS结果显示,同一层有少量的Nb、Mo元素偏析。沿沉积高度方向显微硬度呈现逐渐上升趋势,水平方向硬度基本围绕某一值浮动。拉伸性能有明显的各向异性,沿着送丝方向(Ds)和水平方向(Dt)抗拉强度明显高于沉积高度方向(Dd),整体低于高温合金锻件室温拉伸强度。

扫描方式对GH4169合金电子束熔丝增材修复组织与性能的影响

采用电子束熔丝增材工艺修复GH4169合金试样,研究扫描方式(包括扫描波形和扫描频率)对电子束熔丝增材修复GH4169合金试样组织与性能的影响。利用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)观察修复试样的枝晶和Laves相形貌,并对室温拉伸性能进行分析。结果表明:不同扫描方式条件下的修复试样均成形良好,无气孔、未熔合等缺陷,修复区与母材之间为良好的冶金结合;无扫描、方形扫描、圆形扫描和S形扫描微观形貌均由外延生长的柱状晶组成;由于凝固速度和凝固方向的改变,Laves相尺寸变小,加入圆形扫描后Laves相由短链状和颗粒状转变为颗粒状分布,尺寸由11.39μm减小为4.34μm;半熔化区的宽度也由无扫描试样的45.46μm减小为圆形扫描方式的27.23μm。室温拉伸结果表明,与修复试样相比,母材试样的抗拉强度较低,但延伸率明显提高。加入扫描波形和扫描频率均能有效提高试样的力学性能,随着扫描频率增加,抗拉强度先是略有增加,然后急剧下降。在圆形扫描方式、 20 Hz条件下试样的抗拉强度最高,为932.42 MPa,较无扫描试样提高了87.51 MPa,延伸率达39.39%。