固溶时间对GH4698合金组织与性能的影

GH4698合金为典型的镍基沉淀强化型高温合金，广泛用于制造大型涡轮盘锻件、压气机盘、导流片、承力环等重要承力零件，工作温度可达750～800℃。为获得良好的综合力学性能，合金应得到大、小两种不同尺寸的γ'析出相，通常方法是采取一次固溶两次或多次不同温度时效方法来获得。GH4698合金的热处理制度主要有两种：①标准热处理制度：（1100～1120）℃×8h，AC+（1000±10）℃×4h，AC+（775±10）℃×16h，AC；②四段式热处理制度：（1100～1120）℃×8h，AC+（1000±10）℃×4h，AC+（775±10）℃×16h，AC+（700±10）℃×16h，AC。随着GH4698合金在不同结构部件上的应用，要求其力学性能不断提高，改进材料热处理制度成了研究重点。由于都是延续前苏联高温合金热处理工艺，合金的固溶热处理的时间均较长。科研人员试图通过缩短GH4698合金标准热处理制度的固溶时间，研究了固溶时间对GH4698合金组织与性能的影响，为生产实际缩短固溶时间，降本增效提供依据。
试验用料采用真空感应炉加真空自耗双联工艺生产的Φ36mmGH4698合金棒材。将其切成110mm短棒后，分别进行不同方式热处理。首先对标准热处理中第二段热处理的性质进行研究，并针对3#、4#热处理工艺试料分别加工室温拉伸、高温拉伸、室温冲击及高温持久试样，并分别进行试验。具体热处理工艺如下：
1#1110℃×1h，AC+1000℃×1h，AC
2#1110℃×1h，AC+1000℃×4h，AC
3#1110℃×1h，AC+1000℃×4h，AC+775℃×16h，AC
4#1110℃×8h，AC+1000℃×4h，AC+775℃×16h，AC
为研究固溶时间对合金组织的影响，分别对3#、4#号试样进行组织研究。研究发现合金在1110℃保温1h与保温8h晶粒度等级没有明显变化，固溶程度几乎一致，这表明GH4698在较短固溶时间内，就可以进行充分固溶，满足后续的时效要求，得到较好的力学性能。
热处理制度对合金γ'相及晶界析出物的影响研究发现，合金经过不同时间固溶后，进行相同时效处理后，γ'相无明显的差异，均为大小两种γ'相在基体中弥散分布。较大γ'相尺寸在200nm左右，主要呈圆形，同第一段时效后比较尺寸基本没有较大变化；较小γ'相尺寸在30nm左右，呈细圆形小颗粒弥散分布，主要是在第二段时效过程中析出的。结果表明：
（1）GH4698合金在1110℃固溶后，进行的1000℃×4h，AC是高温时效过程。
（2）缩短固溶时间，将GH4698合金的热处理工艺调整为1110℃×1h，AC+1000℃×4h，AC+775℃×16h，AC；能够得到较好的组织，并且满足各方面技术要求。