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回溶处理及喷丸对GH169合金组织及性能的影响

聂璞林  
【摘要】:本文采用金相显微镜、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)、高温持久试验等手段研究了回溶处理及喷丸对GH169镍基高温合金组织及性能的影响。 回溶温度对GH169合金双时效后常规拉伸性能影响不大;但对其高温持久缺口敏感性有显著影响。经1000℃×1h回溶,然后双时效处理的缺口试样在标准试验条件下高温持久寿命最高,达到72h;而在1020℃×1h回溶时,经过双时效,其持久寿命只有5.96h,远低于25h的技术要求,且断裂发生在缺口处,合金表现出严重的高温持久缺口敏感性。XRD定量相分析结果表明,对缺口不敏感的合金,其δ相含量高于0.6wt%;而对缺口敏感的合金,其δ相含量仅为0.32wt%。 对1020℃×1h回溶处理,对缺口敏感的试样,分别在双时效前和双时效后进行喷丸处理;发现双时效前喷丸可使其高温缺口持久寿命提高10倍以上,合金对缺口不敏感;而双时效后进行喷丸,不能提高合金的高温缺口持久寿命,合金依然对缺口敏感。 残余应力分析表明,喷丸将造成合金表面产生一层形变组织并引入残余压应力。在时效的过程中,残余压应力逐渐释放。喷丸试样经双时效后,残余应力实际上已消除;因此,其不是合金高温持久缺口敏感性降低的主要原因。 XRD定量相分析结果表明,对于1020℃×1h回溶处理的试样(对缺口敏感),经过喷丸及双时效处理,其表面喷丸层中δ相含量为0.87 wt%,而其内部基体中δ相含量仅为0.33 wt%。因此,时效前进行喷丸处理使合金高温缺口持久敏感性降低,其原因应为表层δ相含量的提高。 通过本论文的研究,建议在合金回溶处理后,增加一道测定δ相百分含量的工序,如其小于0.6 wt%,则应对工件进行表面喷丸,然后再进行双时效处理。


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