谢锡善董建新付书红张麦仓
金属学报
doi:DOI: 10.3724/SP.J.1037.2010.00436
半个世纪以来, 以γ´´和γ´相强化的Ni-Fe基高温合金Inconel 718(GH4169)由于其优异的力学和工艺性能, 在650 ℃以下的高温环境中得到了广泛的应用. 本文采用热力学计算以及合金设计理论与大量的力学性能相结合, 不仅在常规热处理并且在高温长期时效状态下来研究主要强化元素Nb, Ti, Al和杂质元素P, S以及微合金化元素Mg的作用. 采用金相, SEM, TEM, EDS, SAED以及电解萃取和相化学分析等综合分析方法, 对各类析出相γ´´, γ´, δ, δ´´, σ和α-Cr进行定性的分析, 同时亦采用Auger能谱仪分析晶界元素的偏聚行为. 研究结果表明, 为提高GH4169原型合金的性能, 主要强化元素 Nb应控制在高限(5.4%-5.5%), 降低S到10×10-6以下, 提高P至150×10-6以下, 并添加适量的Mg. 为提高GH4169合金的使用温度到680 ℃甚至更高, 必须通过合金化的途径来提高主要强化相 γ´´/γ´的最高稳定温度和控制晶界析出相. 为此, 680 ℃或更高一点温度使用的改进型 GH4169合金中Nb仍应控制在高限(5.4%-5.5%), S控制到10×10-6以下, P提高到150×10-6, 配合适量的Mg微合金化, 同时要提高Al含量至1.0%-1.5%, Ti含量不变仍控制在1%左右, 改进型GH4169合金不仅在650 ℃以上显示出优良的高温组织稳定性, 并且亦提高了高温力学性能.
关键词:
Ni-Fe基高温合金
,
structure stability
,
modification
,
minor element
