借助于Thermal-calc熱力學(xué)軟件計(jì)算了合金的平衡凝固相圖,以此為依據(jù)制定了高溫?cái)U(kuò)散退火處理的試驗(yàn)參數(shù)。利用OM和SEM觀察了GH4738合金的鑄態(tài)偏析狀況,并用EPMA技術(shù)研究了合金鑄態(tài)以及不同高溫?cái)U(kuò)散退火制度下的元素偏析規(guī)律。結(jié)果表明,鑄態(tài)合金中Ti元素偏析最為嚴(yán)重,高溫?cái)U(kuò)散退火處理后Ti元素偏析得到明顯改善,經(jīng)1200℃×50 h的高溫處理后效果最為顯著,同時(shí)計(jì)算了殘余偏析指數(shù)隨溫度的變化曲線,計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果基本吻合。 

【文章來源】：金屬熱處理. 2020,45(10)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

GH4738合金的熱力學(xué)平衡相圖

首先通過研究鑄態(tài)的顯微組織來直觀地認(rèn)識(shí)顯微偏析的現(xiàn)象，通常鑄錠心部的溫度梯度最小，冷卻速度最慢，偏析會(huì)最嚴(yán)重[12]，因此取心部組織來觀察，如圖2所示�？梢杂^察到心部組織中大致分兩種線條呈有規(guī)律的交叉分布，在一個(gè)主線條上大致均等分布著與它垂直的從線條，類似于樹枝狀，是合金典型的鑄態(tài)組織。其中淺色線條為枝晶干，深色區(qū)域?yàn)橹чg，另外枝晶間區(qū)域存在極少量的黑色塊狀物質(zhì)，經(jīng)能譜分析為Ti、Mo含量較高，多數(shù)為碳化物且形狀不規(guī)則。然后隨機(jī)采集10組金相圖片通過截線法測(cè)量并統(tǒng)計(jì)得出平均二次枝晶間距約為75μm。為了進(jìn)一步了解GH4738合金在鑄態(tài)組織中的元素偏析行為，利用EPMA技術(shù)對(duì)微區(qū)內(nèi)進(jìn)行元素的半定量分析，見圖3�？梢娫卮嬖陲@著的不均勻分布，不同的色調(diào)反映不同的元素含量，元素Ti和Mo聚集在顏色較淺的枝晶間區(qū)域，為正偏析元素;元素Cr和Co聚集在枝晶干區(qū)域，為負(fù)偏析元素。

作為偏析最嚴(yán)重的元素，同時(shí)也是γ"相的主要形成元素之一，Ti元素分布的均勻性直接影響γ"相的分布乃至晶粒的均勻程度，因此減輕Ti元素的偏析是研究的關(guān)鍵。高溫?cái)U(kuò)散退火工藝的目的是在高溫長(zhǎng)時(shí)間保溫下通過元素?cái)U(kuò)散使枝晶間和枝晶干的成分分布均勻，其中的難點(diǎn)是溫度和時(shí)間的選擇[6]。首先對(duì)試驗(yàn)合金研究不同退火溫度對(duì)減輕Ti元素偏析的影響，選擇保溫時(shí)間10 h為例，圖4展示了鑄態(tài)以及不同退火溫度處理后的Ti元素分布圖，合金在1160℃×10 h保溫處理后Ti元素的偏析系數(shù)K=1.28，偏析程度較鑄態(tài)有所改善，但分布仍不均勻。合金在1180、1200和1220℃高溫?cái)U(kuò)散退火處理后Ti元素偏析系數(shù)K分別為1.235、1.151和1.096。在10 h的高溫處理下，隨著溫度由1160℃增加至1220℃，Ti元素偏析程度得到明顯改善，且在1220℃時(shí)偏析情況最均勻，說明溫度越高合金的高溫?cái)U(kuò)散退火效果越好，因此在允許的溫度區(qū)間內(nèi)盡量選擇較高的溫度。圖4 試驗(yàn)合金中的Ti元素在不同溫度保溫10 h時(shí)的偏析情況

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號(hào)：3574667