GH4706高温合金化学成分动态再结晶与晶粒控制

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FGH96粉末高温合金热变形及动态再结晶演化研究的开题报告

FGH96粉末高温合金热变形及动态再结晶演化研究的开题报告一、研究背景及意义高温合金是指在高温、高压、强腐蚀等恶劣环境下工作的合金，具有高的抗氧化、抗腐蚀和高温强度，广泛应用于航空、航天、电力、石油化工等领域。

其中，FGH96粉末高温合金是一种以镍为主要成分的高温合金，具有良好的高温性能和耐蚀性能，是目前广泛应用于高温环境的材料之一。

高温合金在高温下，容易发生热变形和再结晶演化，这将影响其材料性能及使用寿命。

因此，对高温合金热变形和再结晶演化进行深入研究具有重要的意义。

通过对高温合金热变形和再结晶演化机制的研究，可以为高温环境下合金材料的设计及制备提供科学依据和理论指导，同时可以提高其材料性能及使用寿命，减少在高温环境下的失效，进一步推动高温合金材料的应用和发展。

二、研究内容及方法本研究旨在研究FGH96粉末高温合金在高温下的热变形和再结晶演化机制，包括以下研究内容：1. 高温合金热变形的力学行为研究。

通过压缩试验、拉伸试验等方法，研究高温合金在高温下的力学性能和变形机制。

2. 高温合金的动态再结晶演化研究。

通过热随动试验等方法，研究高温合金在高温下的动态再结晶演化机制，包括再结晶晶粒的形态、尺寸和分布规律等。

3. 高温合金的显微组织分析。

通过金相显微镜、透射电镜等方法，研究高温合金在高温下的显微组织演化规律和相变机制。

4. 高温合金热变形及再结晶演化的模拟和预测。

结合实验数据，利用有限元模拟等方法，预测高温合金在高温下的热变形和再结晶演化行为。

三、研究进展及展望目前，已经对FGH96粉末高温合金的基本组成、物理性质和机械性能进行了研究，并已初步探索了其在高温下的显微组织演化规律。

然而，对高温合金在高温下的热变形和动态再结晶演化机制的研究还较少。

未来，我们将在已有研究的基础上，继续深入探讨FGH96粉末高温合金的热变形和动态再结晶演化机制，同时结合有限元模拟等方式，对其在高温环境下的应用做出更好的预测和分析。

gh4586化学成分

gh4586化学成分GH4586是一种常见的化学成分，它具有广泛的应用领域和重要的物理化学性质。

本文将从不同的角度来讨论GH4586的化学成分、性质、应用和前景。

首先，我们来介绍一下GH4586的化学成分。

GH4586是一种合金材料，其主要成分包括镍、铬、钼和钛。

其中，镍的含量通常为65-70％，铬的含量为15-21％，钼的含量为8-10％，钛的含量为2-3％。

除了这些主要成分之外，GH4586中还含有少量的铁、锰和铝等杂质元素。

这些元素的比例对于GH4586的物理化学性质和应用起着重要的影响。

接下来，我们将探讨GH4586的物理化学性质。

GH4586具有良好的耐蚀性、高温性能和机械强度。

它具有出色的耐热性，可以在高温下保持良好的力学性能和化学稳定性。

此外，GH4586具有良好的抗氧化性能，可以在高温、高压和腐蚀环境下长期稳定运行。

因此，GH4586被广泛应用于航空、能源、化工、海洋工程等领域。

GH4586的应用非常广泛。

首先，它被广泛用于航空和航天领域。

由于其良好的高温和耐蚀性能，GH4586常被用作航空发动机的关键部件，如燃烧室、涡轮叶片和喷嘴等。

其次，GH4586还被应用于石油和化工工业。

在这些领域中，GH4586被用于制造耐蚀的加热器、换热器和催化剂等设备。

此外，GH4586还被广泛应用于海洋工程和核工程等领域，用于制造耐海水腐蚀和高温高压环境下的设备。

对于GH4586的前景，可以说是非常广阔的。

随着航空航天、石油化工等行业的发展，对高温高压和耐腐蚀材料的需求越来越大。

GH4586作为一种优秀的合金材料，在这些领域中具有巨大的潜力和市场前景。

此外，随着科学技术的不断发展，人们对材料性能的要求也越来越高，对于GH4586的研发和改良也将成为未来的研究方向之一。

总之，GH4586是一种具有广泛应用的合金材料，其主要成分包括镍、铬、钼和钛等元素。

它具有良好的耐热性、耐蚀性和机械强度，被广泛应用于航空航天、石油化工、海洋工程等领域。

GH2696(GH696)高温合金化学成分 GH2696热处理制度生产工艺

GH2696(GH696)高温合金化学成分 GH2696热处理制度生产工艺材料牌号：GH2696(GH696)高温合金GH2696(GH696)是Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型变形高温合金，长期使用温度在650℃以下，短时使用温度可达750℃。

合金具有较高的屈服强度、持久和蠕变强度，以及良好的高温弹性性能、抗燃气腐蚀性能和加工塑性。

相近合金的国外广泛用于制作航空发动机的各种高温零部件，有长期可靠的使用经验。

我国用该合金在多种发动机上制作快卸环、紧固件、弹簧、管接头、安装座和支架等各类零件，并通过使用考核，已批产和使用。

适合于制造在650℃以下长期工作的涡轮和压气机紧固件、盘件和工作叶片、涡轮壳体、环形零件（包括迦接环），以及在400℃-650℃工作的圆术形螺旋弹簧等。

主要产品有棒材、锻件、环件、板材、带材和丝材等。

合金在700℃以下具有满意的抗氧化和耐气体腐蚀性能。

合金在全天候条件下具有满意的腐蚀性能。

合金在在800℃长期时效时，晶界和晶内析出大量棒状的Laves相，使强度和韧性明显下降。

GH2696化学成分：现货供应：高镍合金、耐热合金钢、镍铬合金钢，铸造合金钢，高温合金钢、耐蚀性合金钢。

出厂状态: 热轧、冷轧、冷拉、冷拔、锻制等产地厂家：国产（进口）产品种类：GH696钢板、棒材、锻件、带材、线材、管材等、生产工艺：热轧、锻轧、精扎、机轧、挤压、连铸、冷拔、浇铸、冷拉等、工艺流程：电炉熔炼→LF炉精炼→水平连铸→电渣重熔→冷轧→热轧→退火→酸洗热处理制度：热轧棒材、锻制棒材：固溶1100℃保温2h，水冷，时效处理780℃保温16小时，炉冷+650℃保温16小时，空冷冷轧薄板、冷拉丝材：固溶1100℃，水冷，时效处理700-750℃保温5小时，空冷密度：7.93g/cm3高温合金系列牌号本厂生产的有变形高温合金，主要用于燃气轮机、石油钻探、海洋工程、柴油机、内燃机、化工行业等使用的耐高温零部件。

GH4096_合金固溶冷却方式对性能和残余应力的影响

GH4096合金固溶冷却方式对性能和残余应力的影响白云瑞1*, 付锐2, 李祚军1, 李福林2, 孟令超2, 毕中南2（1．中国航发四川燃气涡轮研究院, 成都 610500；2．中国钢研北京钢研高纳科技股份有限公司, 北京 100081）摘要：为了在保证GH4096合金主要力学性能的前提下，降低薄壁类零件用锻件的内部残余应力，提高零件加工过程的尺寸控制精度，研究空冷，风冷，油冷，盐浴等固溶冷却方式对GH4096合金环锻件析出相的尺寸和形貌、主要力学性能和内部残余应力的影响。

结果表明：与采用传统油冷的试件相比，空冷试件的二次、三次γ′相较为粗大，蠕变性能和高温拉伸性能有较大幅度的降低，风冷试件的二次γ′相尺寸略有增大，三次γ′相尺寸相当，蠕变性能和拉伸性能有小幅降低，盐浴冷却试件的二次、三次γ′相尺寸相当，蠕变性能和拉伸性能相差较小。

采用风冷的试件内部残余应力可控制在±100 MPa 以内，比油冷和盐浴冷却的试件降低50%以上。

GH4096合金环件固溶处理冷却方式采用风冷与传统的油冷和盐浴冷却方法相比，可以明显降低锻件内部残余应力，蠕变和高温拉伸等性能只有小幅降低，有助于改善GH4096合金薄壁零件冷加工过程的变形问题，提高尺寸控制精度。

关键词：GH4096；固溶冷却方式；力学性能；残余应力doi ：10.11868/j.issn.1005-5053.2020.000009中图分类号：TG132.3 文献标识码：A 文章编号：1005-5053(2022)01-0074-07GH4096合金是基于粉末冶金FGH4096合金的成分，采用我国原始创新的定向凝固铸锭变形工艺研发的先进航空发动机用盘件合金[1-4]，主要性能与粉末冶金FGH96合金相当，最高使用温度可达到750 ℃。

由于采用了新型定向凝固铸锭变形工艺，从根本上避免了大尺寸夹杂物带来的使用风险，且生产成本降低40%左右，具有良好的应用前景。

Q690低碳微合金钢热变形行为及动态再结晶临界应变_谭智林

订日期：
201208 22
国家自然科学基金项目（ 50901022 ） E谭智林（ 1987 — ），男，研究方向为材料的结构与性能，向嵩（ 1979 — ），男，教授，研究方向为金属材料微观组
的力学性能，并能根据客户需求设计最优热轧工艺，从而降低生产成本，因此，动态再结晶临界应变 ε c 的确定对于研究热变形工艺有着重要的意义。采用金相学方法确定动态再结晶临界应变不仅需要做大量实验，而且难以得到精确值，利用应变硬化速率 θ 与
材
料
热
处
理
学
报
Vol ． 34 May
No . 5 2013
TRANSACTIONS OF MATERIALS AND HEAT TREATMENT
Q690 低碳微合金钢热变形行为及动态再结晶临界应变
谭智林
1， 2
，向
嵩
1， 2
（ 1．贵州大学材料与冶金学院，贵州贵阳 550003 ； 2．贵州省材料结构与强度重点实验室，贵州贵阳 550003）
0. 1257 1. 4971 0. 0035 0. 0139 0. 3098 0. 2286 0. 1743 0. 0484 0. 1852 0. 0518 0. 0169 0. 0351 0. 0382 0. 0318 0. 0052
图1 Fig． 1
Q690 钢的流变应力曲线
True stress-true strain curves of Q690 steel （ a ） 0. 1 s － 1 ；（ b ） 1000 ℃

【研究】GH2706(GH706)成分、性能、热处理...

上海钢研-张工：158–O185-9914GH2706高温合金是Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型变形高温合金，使用温度在550℃-650℃以下，该合金是 GH4169合金的改型合金，其特性相似GH4169合金。

由于合金中铌含量的下降，使其具有更佳的生产工艺功能、冷热加工功能和焊接功能。

合金在700℃以下具有较高的强度、良好的抗氧化及耐腐蚀才能。

该合金能够生产大尺寸和超大尺寸的高温合金产品，适合制造航空发动机机匣、扩散器壳体、涡轮盘和紧固件等零部件，也能够用于制造适合循环发电用燃气轮机的大直径环件。

主要产品有棒材、锻件、环件、薄板和带材等。

GH2706高温合金已用于制造发动机、高压压气机、延伸机匣等零部件。

该合金具有很宽的热加工温度区间，在850℃-1150℃规模之间具有较高的塑性。

变形速率为0.01时，在900℃-1100℃很快进入稳态流变阶段，随后真应力的变化很小，对于大定型的开坯和热加工极为有利。

合金三段热处理中843℃*3h为安稳化处理，经过处理后，在晶界上存在很多η相，η相的存在有利于耐久功能的提高。

GH2706相近牌号：GH2706化学成分：GH2706材质规格：热扎棒10~100mm,锻制棒：100mm~350mm,冷扎薄板0.05mm-4.0mm,热扎板:4mm~14mm,带2mm-10mm,各尺寸规格锻件环件，库存个别牌号不定尺。

GH2706物理性能：GH2706力学性能:GH2706加工处理和焊接性能:合金具有满意的焊接工艺性能，焊前需要固溶处理，焊后需要进行时效。

切削性能无特殊要求。

热处理制度热轧棒材、锻制棒材、锻件：925-980℃，水冷+845℃保温3小时+720保温8小时以每小时55℃降温至620℃保温8小时，安冷。

HBS>285密度：8.06高温合金分为三类材料：760℃高温材料、1200℃高温材料和1500℃高温材料，抗拉强度800MPa。

或者说是指在760--1500℃以上及一定应力条件下长期工作的高温金属材料，具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能，已成为军民用燃气涡轮发动机热端部件不可替代的关键材料。

高温合金高温裂纹敏感性机理的研究

高温合金高温裂纹敏感性机理的研究作者：朱晓刚孙松林赵新明崔岩来源：《科学之友》2009年第02期摘要：通过应变-裂纹试验法测定临界开裂应变值和开裂温度，确定HS690焊丝中Nb含量对熔敷金属抗高温失塑裂纹(DDC)能力的影响规律，并采用透射电镜对焊丝熔敷金属中析出物的尺寸和形态进行了观察。

结果表明，在焊接工艺条件相同的情况下，采用向HS690焊丝中添加Nb的冶金方法能够调整晶界处析出相(Nb，Ti)C的数量和形态，晶界条件得到改善，HS690熔敷金属抗DDC的能力得到明显的提高。

关键词：高温合金；应变-裂纹试验；高温裂纹敏感性；析出相中图分类号：TG174.441文献标识码：A文章编号：1000-8136(2009)05-0010-02镍基合金焊接接头容易产生热裂纹，主要包括结晶裂纹、液化裂纹和高温失塑裂纹（DDC）。

DDC是一种尺寸较小，发生在奥氏体不锈钢、镍基合金、铜基合金和钛合金等材料中的固态开裂现象，它主要出现在固相线温度以下一个狭窄的温度区间，在这一温度区间材料表现出较低的塑性，当在一定的应变量下，容易出现沿晶开裂。

这种裂纹的形成与晶界处液膜的出现无任何联系。

HS690是一种高铬镍基合金焊丝，型号为ERNiCrFe7，主要应用于压水堆和沸水堆蒸发器等关键部件上。

作者对4种不同Nb含量的焊丝熔敷金属进行了应变-裂纹（STF）试验，确定了焊丝中Nb含量对熔敷金属抗DDC能力的影响规律，揭示了Nb元素的影响机理，为镍基焊材的研制与生产了提供试验依据和理论基础。

1试验方法试验用焊丝直径为1.2 mm，焊丝成分参照美国焊接学会标准AWSA5.14-1997《镍和镍合金填充丝和焊丝》，根据试验的需要对焊丝中Nb的含量进行了调整，4种焊丝的主要化学成分如表1所示。

采用在Gleeble热模拟试验机上进行STF试验以研究四种焊丝的DDC敏感性，STF试验是由Niss-ley等人提出的，它主要通过确定试样开裂的临界应变Emin和出现Emin的温度点来评价裂纹的敏感性。

GH4706合金的热变形行为与显微组织演化

GH4706合金的热变形行为与显微组织演化黄烁;王磊;张北江;赵光普【摘要】在Gleeble 3800热模拟试验机上进行GH4706合金的热压缩实验,研究了变形温度为900～1150℃、应变速率为0.001～1s-1范围内合金的热变形行为.结果表明:GH4706合金的真应力真应变曲线呈现出流变软化特征,随变形温度增加或应变速率减小,峰值应力逐渐降低,峰值应变逐渐减小.合金的本构关系可由双曲正弦函数描述,变形激活能为435.36kJ/mol,应力指数为4.13.合金的显微组织演化机制与Z参数密切相关,高Z值条件下主要发生动态回复,低Z值条件下主要发生动态再结晶与再结晶晶粒粗化.GH4706合金发生完全动态再结晶且不发生晶粒粗化的临界lnZ值为35.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2015(043)002【总页数】6页(P41-46)【关键词】GH4706合金;热变形;本构关系;组织演化【作者】黄烁;王磊;张北江;赵光普【作者单位】东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室,沈阳110819;钢铁研究总院高温材料研究所,北京100081;东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室,沈阳110819;钢铁研究总院高温材料研究所,北京100081;钢铁研究总院高温材料研究所,北京100081【正文语种】中文【中图分类】TG117.1GH4706合金是一种Fe-Ni基高温合金，成分衍生自应用广泛的GH4169合金。

与GH4169合金相比，GH4706合金具有偏析倾向低、热加工性能优异及成本低廉的优点，适合于制备重型燃机用超大尺寸涡轮盘锻件[1,2]。

目前，世界上最大的GH4706涡轮盘锻件质量可达6t，直径超过2000mm，厚度超过400mm。

制备如此超大尺寸的高温合金锻件，晶粒尺寸细化与均匀化是锻造工艺控制的主要目标。

由于Fe-Ni基高温合金从室温到高温具有稳定的面心立方奥氏体结构，不发生相变，故控制热变形过程中合金的动态再结晶行为，成为调整显微组织的唯一途径[3]。

GH4698动态再结晶行为研究_张鹏

Dynamic Recrystallization Behaviors of Superalloy GH4698
ZHANG Peng1 , QIN He-yong2, XIE Jing1 , XIONG Yun-sen1
（1. China National Erzhong Group Co., Deyang 618000,Sichuan, China; 2. High Temperature Materials Research Institute, Central Iron and Steel Research Institute, Beijing，100081, China）
的变形温度分别为：950、1000、1050、1100 和型，微观组织如图 2（a）所示，而当温度为 1050
1150℃，应变速率分别为：0.001、0.01、0.1、1 和时，曲线特征表现为动态再结晶类型，微观组织如
____________________________________ 作者简介：张鹏，中国二重万航模锻厂，工程师，联系电话：0838-2342288，Email:pezhan@
本文选用的是 GH4698 合金棒材，其化学成分时，不同温度和应变速率下的真应力、真应变曲线。
见表 1 所示，试样规格为 ф10х15mm，热模拟压缩从图 1（a）可以看出，在低应变速率（0.001/s）下，
试验在 MTS 热模拟试验机上完成。热模拟试验中当温度为 1000℃时，其曲线特征表现为动态回复类
GH4698 合金在实际应用中主要用来制造盘件，由于其工作环境恶劣，因此对其性能指标的要求非常严格，在众多指标参数中，一个重要的指标就是晶粒度， GH4698 合金在高温下进行变形时，晶粒的大小与 γ'相及晶界第二相的溶解密切相关。对 GH4698 合金来说，γ'相的全溶温度约为 1040℃，因此当 GH4698 合金在 1050℃、1100℃和 1150℃进行热变形时，合金是在 γ 单相区变形，具有较低的变形抗力，微观组织演变受再结晶晶界迁移的控制，易于获得充分动态再结晶的等轴晶组织，而当温度降到 1040℃以下时，就会有 γ'相析出，因此当变形温度在 1000℃和 950℃时，合金是处于 γ+γ'两相区内变形，合金的变形抗力就会增加，此时动态再结晶受到沉淀析出 γ'相的抑制，γ'相本身既具有较高的强度，又可以参与变形，但是由于 γ'相与基体 γ 相弹性模量的差异，使得与 γ'相相邻的基体 γ 相晶粒变形成为困难，此时只有在足够大的变形程

单晶叶片定向凝固过程的数值模拟研究

单晶叶片定向凝固过程的数值模拟研究王海洋; 张琼元; 李林蓄; 马德新; 杨照宏; 曾洪【期刊名称】《《东方汽轮机》》【年(卷),期】2019(000)003【总页数】4页(P47-49,68)【关键词】数值模拟; 单晶叶片; 杂晶; 定向凝固【作者】王海洋; 张琼元; 李林蓄; 马德新; 杨照宏; 曾洪【作者单位】东方汽轮机有限公司长寿命高温材料国家重点实验室四川德阳618000【正文语种】中文【中图分类】TG2441 前言镍基高温合金单晶叶片作为目前最先进的涡轮叶片制造技术[1]，凭借其优异的高温性能，广泛应用于航空及能源领域[2]。

然而受叶片结构复杂性和尺寸增加，合金成分中难熔元素增加等因素的影响，单晶叶片制造过程中容易产生杂晶、雀斑、大角度晶界等铸造缺陷[3]，这些缺陷严重威胁到叶片的合格率。

Bridgman定向凝固技术被广泛应用于制造定向及单晶叶片[4]，抽拉开始时，铸件可以通过与水冷铜盘之间的热传导快速散热，但随着抽拉继续进行，热辐射成为主要的散热方式，且多数高温合金材料导热性差，导致凝固前沿的温度梯度降低[5]，对于多铸件模组的Bridgman定向凝固过程，受固液界面倾斜的影响，在铸件横截面突然扩展的位置容易形成杂晶缺陷。

关于单晶叶片杂晶缺陷的研究已有很多，其中张宏琦[6]等采用数值模拟方法并结合定向凝固实验，对抽拉速率和变截面尺寸对杂晶形成的影响规律进行了研究，他们发现随着抽拉速率和突变截面尺寸的增大，杂晶数量增多且尺寸增大；卢玉章[7]等采用Procast模拟计算了LMC定向凝固工艺下，不同抽拉速度单晶高温合金铸件定向凝固过程的温度场，结果表明随着抽拉速度的增加，凝固界面下凹，曲率增加，铸件缘板处出现杂晶的倾向增大。

本文采用数值模拟技术与定向凝固实验相结合的方法，对某单晶叶片缘板的杂晶形成进行了预测，并通过优化抽拉工艺成功减少了缘板杂晶缺陷。

2 模拟及实验实验采用的合金为自主研发的高温合金M4706DS，主要化学成分详见表1，合金的固相线温度和液相线温度分别为TLiq=1 347℃，TSol=1 272℃，数值模拟所用参数均为计算和实验测得，通过测温实验[8]，得到M4706DS合金的临界形核过冷度约为29℃。

FGH4096合金的动态再结晶与晶粒细化研究

第31卷第1期2011年2月航空材料学报J OURNAL OF A ERONAUT ICAL MAT ER I A LSV o l 31,N o 1 February 2011FGH4096合金的动态再结晶与晶粒细化研究谢兴华1, 姚泽坤1, 宁永权1, 郭鸿镇1, 陶宇2, 张义文2(1.西北工业大学材料学院,西安710072;2.钢铁研究总院高温材料中心,北京100081)摘要:使用G leeble -1500D 热模拟试验机对热等静压态FGH 4096合金进行变形温度1080~1140 ,应变速率0.02~1s -1,变形量15%,35%和50%的等温压缩实验。

通过观察微观组织,分析了粉末高温合金动态再结晶的组织演化规律,并通过透射电镜研究了再结晶的形核位置。

当变形量在35%及以下时,得到不完全再结晶组织,即项链组织;当变形量大于50%时,得到完全的动态再结晶组织。

动态再结晶晶粒尺寸随变形温度的升高和应变速率的降低而增大。

再结晶形核主要在以下三个位置,即原始颗粒边界,再结晶晶粒边界以及孪晶源。

最后利用多方向热变形对晶粒的破碎和细化,得到平均晶粒尺寸为4 m 的细晶坯料。

关键词:FGH 4096粉末高温合金;动态再结晶;形核;细晶化锻造DO I :10 3969/j i ssn 1005-5053 2011 1 004中图分类号:TF125 文献标识码:A 文章编号:1005-5053(2011)01-0020-05收稿日期:2010-07-09;修订日期:2010-11-05作者简介:谢兴华(1986 ),男,硕士研究生,(E -m a il)x iex inghuaxxh @ 。

粉末高温合金由于具有组织均匀、无宏观偏析、合金化程度高等优点,成为制造先进航空发动机涡轮盘的首选材料[1]。

30多年中,粉末高温合金发展已经历了三代。

FGH 4096粉末高温合金属于我国第二代粉末高温合金材料,以其优秀的高温强度和抗裂纹扩展能力受到航空发动机研究人员的极大重视[3]。

热处理工艺对GH4706合金显微组织与力学性能的影响

热处理工艺对GH4706合金显微组织与力学性能的影响胥国华;黄烁;王磊;张北江;秦鹤勇;赵光普【摘要】为掌握热处理工艺对GH4706合金组织性能的影响规律,研究了A、B、MST三种热处理工艺与合金组织性能的相关关系.结果表明,GH4706合金的主要强化相为γ'相与γ'/γ”共析出相,η相附近易形成γ'、γ"相贫化区.A工艺在中间时效阶段析出的大尺寸γ'相与时效阶段析出的小尺寸γ'/γ"共析出相能够起到错配强化的效果,增大合金的室温拉伸强度.室温下η相为脆性相,不利于室温拉伸塑性与冲击韧性,因而B工艺的室温塑性与冲击韧性最佳.高温下η相能够起到协调晶内与晶界变形的作用,提高合金的650℃/690 MPa持久寿命与塑性,但过量η相析出不利于合金的持久寿命.【期刊名称】《材料与冶金学报》【年(卷),期】2014(013)003【总页数】5页(P177-180,192)【关键词】GH4706合金;热处理;显微组织;力学性能【作者】胥国华;黄烁;王磊;张北江;秦鹤勇;赵光普【作者单位】钢铁研究总院高温材料研究所,北京100081;钢铁研究总院高温材料研究所,北京100081;东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室,沈阳110819;东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室,沈阳110819;钢铁研究总院高温材料研究所,北京100081;钢铁研究总院高温材料研究所,北京100081;钢铁研究总院高温材料研究所,北京100081【正文语种】中文【中图分类】TG132.2GH4706合金(IN706)是一种Fe-Ni基高温合金，衍生自IN718(GH4169)合金，主要强化相为γ'相、γ″相，因其偏析倾向低、可制备性高、价格低廉，是国外直径2 000 mm以上超大型涡轮盘锻件首选材料［1～3］.大尺寸高温合金涡轮盘制备技术是重型燃气轮机制造的瓶颈技术之一，长期被西方垄断，亟待解决国产化问题［4］.20世纪90年代至21世纪初，国外曾出现GH4706合金的研究热潮，大量文献集中报道了大型涡轮盘研制工艺相关问题，及关键组织性能控制问题［2～8］.然而，国内 GH4706合金的研究刚刚起步［9～11］，缺乏系统的GH4706合金实验室基础研究工作，仅通过搜集文献不能够全面、准确地掌握合金的组织、性能演化规律.如何通过选择热处理工艺控制GH4706合金的组织性能，成为制备大型涡轮盘锻件的重要环节.鉴于此，本文通过系统研究经不同热处理后GH4706合金的显微组织、力学性能、断口形貌的变化规律，探讨合金的相析出行为及其对力学性能的影响机理，为大型GH4706涡轮盘锻件的组织控制提供理论基础.1 材料与方法本研究用GH4706合金的主要化学成分(质量分数，%)为:C 0.030，Si 0.13，Mn 0.040，P 0.003 5， S 0.002 0， Cr 15.91， Ni 42.13，Cu 0.007 4， Al 0.24， B 0.001 8， Nb 3.04，Ti 1.83，Fe余量.合金铸锭经真空感应熔炼+真空自耗重熔，再经均匀化处理，热轧成直径20mm的棒材.棒材初始晶粒度为ASTM 8-9级.棒材的热处理采用三种(A、B、MST)工艺，包括固溶处理、中间时效处理与时效处理:A:980 ℃/2 h，AC+843 ℃/3 h，AC+718℃/8 h，FC(55℃/h)至620℃/8h，AC B:980 ℃/2h，AC + 732 ℃/8 h，FC(55℃/h)至620℃/8h，ACMST:980℃/2h，FC(4℃/min)至820℃/10 h，AC+718 ℃/8 h，FC(55 ℃/h)至620 ℃ /8 h，AC参照美国AMS 5703D标准测试合金的室温拉伸与冲击性能及650℃/690 MPa持久性能，每个性能指标取两个试样的平均值.力学性能测试方法按国家标准进行，室温拉伸测试为 GB/T 228.1-2010，室温V口-夏比冲击为GB/T 229-2007，高温持久(650℃/690 MPa)为 GB/T 2039-1997.金相腐蚀剂采用50 mlHCl+50 mlCH5OH+10 g CuCl2;透射样品采用9%高氯酸酒精溶液双喷，制样温度为-30℃、电流控制为70mA.利用金相显微镜(OM)、JSM-6480LV扫描电子显微镜(SEM)观察合金显微组织与断口形貌.利用JEOL JEM-2000FX与JEOL TEM-2010型透射电子显微镜(TEM)观察析出相形貌及高温拉伸断口附近的位错组态.2 结果与讨论2.1 热处理工艺对GH4706合金显微组织的影响GH4706合金经A、B、MST制度热处理后晶粒度基本一致，为 ASTM 3.5-4.5级，但显微组织差异明显.图1为不同工艺热处理后GH4706合金的典型显微组织，可见，GH4706-A晶界有片状、棒状及胞状η相析出，晶界曲折并粗化，晶内块状碳化物周围析出团簇状η相;GH4706-B晶界较为平直、仅少量二次碳化物析出，晶内有少量块状碳化物;GH4706-MST晶界大量析出η相，且多呈片状及团簇状，晶界进一步曲折与粗化.图2为η相的TEM形貌，分析可知，η相为密排六方相、与基体的取向关系为{0001}η∥{111}γ.图3为GH4706合金经不同工艺热处理后γ'、γ″相的 TEM形貌.可见，不同工艺热处理后GH4706 合金的主要强化相均为γ'、γ″相，γ'相呈球状、γ″相呈短棒状(图 3a ～ c);部分γ'、γ″相以 n-γ'/γ″共析出相(非密排共析出相，麦粒状)形式存在(图2f).图1 不同工艺热处理后GH4706合金的显微组织形貌Fig.1 SEM morphologies of grains of GH4706 alloy after heat treatment(a)—A;(b)—B;(c)—MSTγ'相、γ″相与η相的元素组成相近，分别为Ni3(Ti，Al)、Ni3Nb、Ni3Ti、Ti、Al、Nb 元素间易发生置换.根据析出相的热力学稳定程度，在中间时效阶段易发生式1所示的第二相反应，γ0、γ1、γ2为奥氏体基体.反应的结果是 GH4706-A与GH4706-B形成η相附近的无析出带，见图2箭头所示.图2 GH4706合金经热处理后的η相及无析出带TEM形貌Fig.2 TEM morphologies ofηphases and PFZ of GH4706 alloy after heattreatment(a)—孪晶界η相及衍射花样;(b)—晶界η相图3 不同工艺热处理后GH4706合金的析出相TEM形貌Fig.3 TEM morphologies of precipitating phases of GH4706 alloy after heat treatment(a)—B工艺明场像与衍射花样;(b)—A工艺明场像与衍射花样;(c)—MST工艺明场像与衍射花样;(d)—MST工艺暗场像;(e)—A工艺γ'/γ″共析出相衍射花样;(f)γ'/γ″共析出相结构与衍射花样示意图2.2 热处理工艺对GH4706合金力学性能的影响作为燃气轮机涡轮盘用材，对GH4706合金的室温强度、塑性、韧性及高温持久性能均有苛刻的要求［12］.GH4706合金经不同工艺热处理后的力学性能由表1列出，可见，室温拉伸强度A最高、MST最差，室温拉伸塑性A略低于B、明显高于MST;室温冲击性能B明显大于A与 MST、MST最低;持久寿命A显著高于B、但持久塑性略低，MST持久寿命适中、持久塑性优异.γ'、γ″相是 GH4706 合金的主要强化相，通过与基体共格产生的畸变场起到束缚晶界移动的作用，进而实现合金的强化［13］.如图 3a 所示，GH4706-A中同时含有大尺寸的球状γ'相与γ'/γ″共析出相，起到错配强化的效果，因而室温拉伸强度高.不过，η相为脆性相，室温下受载时晶界η相与γ基体界面因减聚力作用，易萌发微孔形成裂纹.研究认为［14］，无析出相区会显著降低γ基体结合强度，易萌生裂纹或加速裂纹扩展.因此，GH4706-A、GH4706-MST的室温拉伸塑性与冲击韧性明显低于GH4706-B.表1 GH4706合金经不同工艺热处理后的力学性能Table 1 Mechanical properties of GH4706 alloy after different heat treatment热处理工艺25℃拉伸/%σ0.2/MPa σb/MPa δ/% ψ/%650℃/690 MPa 冲击功持久寿命/h δ/%ψ/%CVN/J A 1025 1265 18.5 43.5 125.5 6.5 6.5 43.7 B 972 1222 26.3 51.0 3.6 5.5 12.5 97.0 MST 921 1219 18.0 29.0 32.9 15.0 11.0 26.4图4为GH4706合金不同工艺热处理后的650℃/690MPa持久断口的典型形貌.可见，GH4706-A沿晶断口的表面有明显的韧性区，晶界面有残留η相;GH4706-B沿晶断口表面光滑，有明显的滑移痕及楔形裂纹;GH4706-MST沿晶断口表面韧性区大大增加，晶界面有残留胞状η相，几乎无楔形裂纹.这表明，在高温(650℃)载荷下晶界η相起到了协调晶内与晶界的变形作用，避免晶界处应力集中，进而抑制晶界裂纹的萌生与扩展，提高合金的持久性能［15］.但是，MST工艺中间时效处理时间过长，大量的η相析出会消耗合金中主要强化相γ'、γ″相的形成元素，降低合金强度，不利于延长合金的持久寿命.图4 GH4706合金不同工艺热处理后的650℃/698MPa持久断口裂纹源与裂纹扩展区形貌Fig.4 650℃/690 MPa fractographs of crack source regions ofGH4706 after heat treatment(a)—A;(b)—B;(c)—MST3 结论(1)GH4706合金的主要强化相为γ'相与γ'/γ″共析出相，A与MST工艺中η相附近易形成γ'、γ″相贫化区;(2)A工艺在中间时效阶段析出大尺寸的γ'相能够增加析出强化效果，改善合金的拉伸强度;(3)室温下A与MST工艺析出的η相为脆性相，因而室温拉伸塑性与冲击韧性低于 B工艺;(4)A与MST工艺中η相析出改善了合金的持久性能，但不利于延长合金的持久寿命.参考文献:［1］Moll J H ，Maniar G H，Muzyka D R.The microstructure of a new Fe-Ni-Base superalloy［J］.Metallurgical Transactions，1971，2:2141-2151. ［2］ Schilke P W， SchwantR C. Alloy 706 use， process optimization，and future directions for GE gas turbine rotor materials［C］//Superalloys 718，625，706 and Various A:TMS，2001:25-34.［3］ Schilke P W，Pepe J，Schwant R C.Alloy 706 metallurgy and turbine wheel application superalloys［C］ //Superalloys 718，625，706 and Various A:TMS，1994:1-12.［4］ Allen T，Burlet H，Nanstad R K，et al.Advanced structural［J］.MRS bulletin，2009，34-40.［5］ Hoffelner W. Damage assessmentin structuralmetallic materials for advanced nuclear plants［J］.Journal of materials science，2010，45(9):2247-2257.［6］ Shibata T，Shudo Y，Yoshino Y.Effects of aluminum，titanium and niobium on the time-temperature-precipitation behavior［C］//Superalloys 718，625，706 and Various A:TMS，1996:153-162.［7］Thamboo S V.Thermomechanical behavior and microstrucutre development of alloy 706［C］ //Superalloys 718，625，706 and Various A:TMS，1997:211-217.［8］ Kuhlman G W，Chakrabarti A K，Beaumont R A，etal.Microstructure-mechanical properties relationships in Inconel 706 superalloy［C］ //Superalloys 718，625，706 and Various A:TMS，1994:441-450.［9］信昕，孙文儒，程丽萍，等.Al，Nb含量对GH4706合金长期时效组织及持久性能的影响［J］.材料与冶金学报，2001，9(1):62-67.(Xin X，Sun W R，Cheng L P，et al.Effects of Al and Nb on microstructures and stress rupture property of long-time aging GH4706 alloy［J］.Journal of Materials and Metallurgy，2001，9(1):62-67.)［10］ Dong Y，Jiang Z，Li Z.Segregation of niobium during electroslag remelting process［J］.Journal of Iron and Steel Research，International，2009，16(1):7-11.［11］龙正东，马培立，钟增镛.IN706合金的热加工性能［J］.钢铁研究学报，1996，8(2):32-36.(Long Z D，Ma P L，Zhong Z Y.Hot-workability of IN706 alloy［J］.Journal of Iron and Steel Research，1996，8(2):32-36.)［12］Müller S，Rösler J.Optimization of Inconel 706 for creep crack growth resistance［C］//Fifth International Charles Parsons Turbine :Cambridge University Press，2000:444-458.［13］Rémy L.Prec ipitation behaviour and creep rupture of 706 type alloys［J］.Materials Science and Engineering，1979，38:227-239.［14］ Shibata T，Shudo Y，Yoshino Y.Effects of aluminum，titanium and niobium on the time-temperature-precipitation behavior［C］//A:TMS，1996:153-162.［15］ Genovese D D，Strunz P，Mukherji D，et al.Microstructural characterization of a modified 706-type Ni-Fe superalloy by small-angle neutron scattering and electron microscopy［J］.Metallurgical and Materials Transactions A.2005，36:3439-3450.。

35CrNi3MoV钢动态再结晶及高温本构关系

35CrNi3MoV钢动态再结晶及高温本构关系张景利【摘要】用圆柱试样单轴压缩方法研究了35CrNi3MoV钢的热变形行为.根据试验结果,应用热变形方程式回归出了动态再结晶参数.在综合考虑动态再结晶以及热变形本构方程理论的基础上,建立了分段式动态再结晶本构方程,方程参数包括峰值应力、峰值应变、稳态应力和曲线形状表征参数.所建立的本构方程预测出的35CrNi3MoV钢高温应力应变曲线与试验结果符合.【期刊名称】《大型铸锻件》【年(卷),期】2010(000)003【总页数】4页(P10-13)【关键词】35CrNi3MoV钢;热变形;动态再结晶;本构方程【作者】张景利【作者单位】中国第一重型机械集团公司,黑龙江161042【正文语种】中文【中图分类】O242大型锻件在高温下的变形行为复杂，涉及到加工硬化、动态恢复和动态再结晶等现象。

材料产生动态再结晶，不但出现软化现象，使得应力应变关系比较复杂，而且显著影响微观组织的晶粒尺寸。

研究钢材在高温下的动态再结晶规律、建立高温本构方程，可以为模拟大型锻件的热成形过程、制定锻造工艺以及控制锻件内部组织性能提供重要的基础数据[1、2]。

热压缩实验是研究钢材热成形过程中动态再结晶的主要试验手段，通过分析热压缩试验测量出的应力应变曲线建立动态再结晶的动力学模型和相应的高温本构方程[3、4]。

也有研究者采用元胞自动机方法模拟计算动态再结晶过程[5]。

钢材高温变形本构方程可以归结为两类：一类是基于高温变形机理，考虑位错密度和晶粒尺寸变化与应力之间关系所提出的模型；另一类是基于实验得到的应力应变曲线，由实验数据回归得到的模型[6]。

为了描述应力软化现象，考虑动态再结晶现象的本构方程多数采用分段函数形式，引入临界应变量，把变形过程分为强化回复与动态再结晶两部分。

在分析位错密度变化的基础上，Laasraoui和Jonas建立了分段函数形式的本构方程[7]，何宜柱等对此方程进行了推广应用，预测了ST41钢的应力应变曲线[8]。

690合金传热管内外壁“细晶”组织的成因及控制

690合金传热管内外壁“细晶”组织的成因及控制朱海涛;吴青松;秦伟健;臧传胪;高超【摘要】分析了冷轧变形量、脱脂质量、热处理保护气氛、中间品原始组织等对690合金传热管光亮固溶热处理组织的影响.分析认为:内外壁再结晶形核率的差异是导致690合金传热管内外壁出现异常“细晶”组织的根本原因;通过改变热处理气氛、增大冷轧变形量、改善脱脂质量等手段,可有效消除光亮固溶热处理后690合金传热管内外壁的“细晶”组织.【期刊名称】《钢管》【年(卷),期】2014(043)006【总页数】4页(P14-17)【关键词】690合金传热管;光亮固溶热处理;内外壁;“细晶”组织;再结晶形核【作者】朱海涛;吴青松;秦伟健;臧传胪;高超【作者单位】宝银特种钢管有限公司,江苏宜兴214200;宝银特种钢管有限公司,江苏宜兴214200;宝银特种钢管有限公司,江苏宜兴214200;宝银特种钢管有限公司,江苏宜兴214200;宝银特种钢管有限公司,江苏宜兴214200【正文语种】中文【中图分类】TG113.1690合金具有较高的强度、良好的组织稳定性、优越的加工性能和优异的耐腐蚀性能，尤其是具有抗应力腐蚀开裂特性；因此成为新一代核电蒸汽发生器用传热管的首选材料［1-4］。

核电蒸汽发生器用690合金传热管（简称690合金传热管），冷轧至成品规格后均采用光亮固溶热处理工艺，并保证成品管材的组织、表面质量和尺寸精度满足技术要求［5-6］。

然而，经光亮固溶热处理后的690合金传热管，在内外壁一定深度（约0.03 mm）常出现不同于常规金相组织的“细晶”组织，直接影响其耐腐蚀性能［7］。

本文通过分析不同冷轧变形量、脱脂质量、热处理保护气氛、保温时间以及冷轧前原始组织对690合金传热管光亮固溶热处理组织的影响，以期找出形成“细晶”组织的原因，并提出具体控制措施。

不同变形量下690合金传热管纯氢保护光亮固溶热处理后的金相组织如图1所示。

可以看出：变形量为12.5%时，在管材内外壁产生了不同于壁厚中部的“细晶”组织；变形量超过30.0%后，壁厚方向上的金相组织相对均匀，“细晶”组织不再出现。

基于Arrinus方程的GH4706高温合金应变补偿高温流变应力模型的建立

基于Arrinus方程的GH4706高温合金应变补偿高温流变应
力模型的建立
白应生;张森峰;杨伟
【期刊名称】《大型铸锻件》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】GH4706高温合金的高温流变应力模型对指导GH4706锻件生产、预测设备吨位有着重要作用。

本文推导了Arrinus方程的高温合金应变补偿高温流变应力的模型,归纳总结了相关流程,成功将该流程自动化,将必要的数学工具模块化。

并由此建立了Python综合性数据处理与分析模块,该模块由六大模块组成,可以自动实现高温流变应力曲线的导入、数据处理、自动拟合材料参数、拟合精度的评估等数据处理与分析的操作。

最终使用该模块建立了GH4706高温合金的高温流变应力模型,均方根误差(RMSE)只有8.316,且计算速度极快,这对加快生产效率有着重要意义。

【总页数】6页(P29-34)
【作者】白应生;张森峰;杨伟
【作者单位】中国第二重型机械集团德阳万航模锻有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG316
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