GH738 高溫合金簡介

GH738 合 金 ( 美 國 稱 為(wei) Waspaloy ) 是 SpecialMetal 公司 於(yu) 1952 年 在 New Hartford 第 一 次真空冶煉研製成功的高溫合金，主要裝備於(yu) 美國普惠( PWA-Pratt ＆Whitney) 航空發動機公司J48 型 航空發動機渦輪葉片上，之後又被選作波音 727 和波音 747 飛機的發動機渦輪盤。該合金具有良好的強韌化匹配，在760 ℃ 以下具有高的拉伸和持久強度，在 870 ℃ 以下具有良好的抗氧化性能，廣泛裝備於(yu) 航空航天、石油化工領域設備以及各種熱端部件。該合金通過固溶強化、γ'相析出( 主 要 為(wei) Ni3 ( Al，Ti) ) 及碳化物強化等綜合作用來達到強化 的效果然而該合 金 γ' 相大約占合金總量 的 22. 6% ，γ'相是合金強化的主要來源，合金的性能主要取決(jue) 於(yu) 基體(ti) 中 γ'相的百分含量、顆粒大小和顆粒的粗化速率等。Rehrer］等 研究了 GH738 合金的主要強化元素 Al、Ti 含量對 γ' 溶解溫度和力學性能的影響及 γ'相的溶解與(yu) 晶粒長大之間的關(guan) 係; 隨著Al、Ti 含 量 的 增 加，γ'的溶解溫度逐漸提高.

GH738 高溫合金的化學成分

GH738 高溫合金長期時效過程中 γ'相演變規律

1) GH738 合金經兩(liang) 種標準熱處理後，在 時 效 過 程中 γ'相隨溫 度 的 升 高 和 時 間 的 延 長 而 長 大，但 溫硬度; 兩(liang) 種標準熱處理製度下合金時效後的硬度隨溫度的升高大致呈下降的趨勢;

3) 時效溫度及時間對合金 γ'強化相尺寸及數量產(chan) 生影響，進而影響硬度變化，而影響硬度最為(wei) 本質因素為(wei) 合金中強化相體(ti) 積分數的差異。

GH738 高溫合金力學性能測試

(a)和(b)分別為(wei) GH738 合金經不同熱處理後的室溫拉伸和硬度性能。由圖可知，隨著固溶溫度的升高， 合金的室溫拉伸性能和室溫硬度略呈下降趨勢，但相差不是很明顯。這主要是由於(yu) 固溶溫度的改變對合金的 γ′相數量析出沒有明顯的影響，γ′相析出數量主要由時效階段決(jue) 定。 因此，不同固溶溫度對合金的室溫抗拉強度和硬度無明顯影響。 γ′相是決(jue) 定沉澱強化高溫合金強度的決(jue) 定因數，是高溫合金強化的根本保障，無論是共格應變強化機製、切割機製，還是高溫蠕變的攀移機製，γ′相 的數量越多，強化效果越好，強度越高。 本文中的熱處理對 γ′相的總量影響不大，故拉伸性能和室溫硬度差別不是很大。 隨著固溶溫度的升高，合金的室溫拉伸強度、屈服強度和室溫硬度都有一定的下降趨勢。 γ′相尺寸在沉澱強化高溫合金中也是一重要參數。 當 γ′相數量一定時，γ′相尺寸對不同沉澱強化機製的高溫合金的強度影響有所不同。 對位錯切割機製，存在一個(ge) γ′相的臨(lin) 界尺寸，小於(yu) 臨(lin) 界尺寸，γ′ 相尺寸越大，強化效果越好，強度越高。 超過臨(lin) 界尺寸， 則 Orowan 機製起主要作用，γ′相尺寸愈大，強化效果愈差。 對共格強化和攀移機製，γ′相尺寸愈大，強度愈高。 當合金的 γ′相數量較低時，γ′相的大小和間距對合金性能影響更大。