gh2132熱處理後硬度低了怎麽樣升高硬度?

GH2132是我國試製的鐵基沉澱硬化高溫合金，相當於(yu) 美國A286高溫合金。該材料是在650℃下製備的它具有高的屈服強度、持久強度和蠕變強度，並具有良好的加工塑性和滿意的焊接性能。這種合金在中國已經用於(yu) 航空。可廣泛應用於(yu) 現場，適合於(yu) 650℃以下的生產(chan) 工作的航空發動機高溫承載部件，如渦輪盤、壓氣機等圓盤、轉子葉片和高溫緊固件等。

GH2132合金航空發動機螺栓技術要求①室溫抗拉強度≥900 MPa；②硬度27 ~ 35 HRC③應力斷裂試驗:650℃，加載480 MPa，保溫23 h打破；④粒度≥5，不允許有粗、細晶帶。但是是的，技術要求中沒有提到高溫強度指標和疲勞性能指標。在長期的航空GH2132螺栓生產(chan) 中，該螺栓由GH2132製造在合金冶煉過程中，每爐批的成分含量都有波動，雜質的元素偏析、數量、類型、尺寸、形狀和熱變形和其他因素。根據標準熱處理係統進行熱處理後，晶體(ti) 和耐久性不能同時滿足技術要求的問題非常認真。

所有高溫合金都是以γ奧氏體(ti) 為(wei) 基體(ti) ，從(cong) 室溫到高溫。具有麵心立方結構。因此，在高溫合金的熱處理過程中，該相的再結晶不能細化晶粒。隨著溶液溫度的升高 以及高保溫時間的延長，晶粒長大趨勢更加明顯。晶粒度和熱處理工藝通常在標準熱處理製度中規定。在範圍內(nei) ，選擇較低的固溶保溫溫度和較短的固溶保溫時間，但是GH2132合金在根據標準老化係統老化後的耐久性能不好保證。所以在目標之前，高溫合金的冶煉水是國產(chan) 的。接下來，我想同時保證GH2132航空發動機螺栓產(chan) 品粒度和耐久性隻能在老化係統上調整。及格研究了不同時效製度對GH2132航空發動機螺栓性能的影響，為(wei) 了使GH2132航空發動機螺栓具有良好的耐久性最佳處方係統。

試驗材料 本試驗的原材料為(wei) 真空感應和真空自耗電極重熔我公司生產(chan) 的GH2132國產(chan) 高溫合金規格為(wei) 5。冷拉狀態下3mm巴錄書(shu) 合金的化學成分如表1所示，符合GJB 2611—1996航空用冷拉高溫合金棒材規範的規定。

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試樣尺寸 常溫拉伸、高溫拉伸、耐久和疲勞樣品使用螺紋量規187-32UNS-3A 12點螺栓，硬度和金相檢驗樣本量為(wei) 5。3毫米×12毫米。螺栓頭是熱鐓的類型，示例結構如圖1所示。

測試方法和設備 為(wei) 了與(yu) 實際生產(chan) 條件一致，對力學性能樣品進行了統一。采用熱鐓粗。然後在同一爐中於(yu) 980℃ ×1 h進行固溶處理，根據不同的陳化製度進行陳化，最後統一搓絲(si) 後進行各項測試檢測。每爐掛3片進行持久試驗，以第一片的斷裂時間為(wei) 依據時間長；試驗的疲勞載荷為(wei) 抗拉強度的60%，即540 MPa載荷，低載荷按高載荷的10%，即54 MPa進行拉-拉疲勞檢測。試驗使用的設備是WZH WZC-30雙室真空油淬爐45型單室真空回火爐，N-336型六角車床，J23-63B型熱鐓機床，CK6432數控車床，CM6125普通車床，H3-5滾輪，PCB-14S-NC數控無心磨床，RP24-E-CNC進口滾壓機，HR150-A洛氏硬度計，CMT5105常溫(高溫)拉力試驗機，R-9200G疲勞試驗機、GWT2015耐久試驗機、ZXQ-5金相試樣自動壓片機，MA2001金相顯微鏡。GH2132合金老化方案如表2所示。

硬度 表3顯示了不同老化係統後的螺栓硬度，表3中的螺栓硬度根據試驗數據，可以看出680℃ × 24 h時效後螺栓的硬度數值最高，平均32。3 HRC，這與(yu) 標準處方係統相比是平均的提高60 ℃× 16 h時效後，硬度略高於(yu) 標準時效製度:650℃ × 24 h時效後，螺栓硬度，比較平整平均值為(wei) 28。2 HRC。

室溫拉伸強度 表4顯示了表4中不同老化體(ti) 係後室溫下的拉伸強度根據室溫拉伸試驗數據，680℃ × 24 h時效後，室溫與(yu) 標準時效體(ti) 係相比，溫度拉伸值最高，平均值為(wei) 1256 MPa。平均增幅48 MPa。680℃ × 16小時老化後的室溫電阻拉伸強度略高於(yu) 標準時效製度，在650℃ × 24 h時效後室溫拉伸強度，平均值為(wei) 996 MPa。

高溫拉伸強度 表5顯示了不同老化係統後螺栓的高溫拉伸強度，包括表5高溫拉伸試驗數據顯示，680℃ × 24 h時效後與(yu) 標準相比，高溫後拉伸值最高，平均值為(wei) 1000 MPa。 效率係統平均提高37 MPa。680℃ × 16 h時效後，具有較高的溫熱拉伸強度略高於(yu) 標準時效製度。650℃ ×24小時後高溫後的抗拉強度，平均值為(wei) 793 MPa。

耐久性能 表6顯示了不同老化係統後螺栓的耐久數據，由表6組成根據耐久試驗數據，680℃ × 24 h老化後耐久時間最長，為(wei) 27。比標準老化係統高74%。在680℃ × 16小時老化後持續時間略高於(yu) 標準老化係統650℃時×24小時後的持續時間，僅(jin) 為(wei) 18。五十六個(ge) 小時。

疲勞性 表7顯示了不同老化係統後螺栓的疲勞數據，由表7組成根據疲勞試驗數據，650℃ × 24 h時效後的疲勞表現最好，平均118.91萬(wan) 次。680℃ × 24小時老化後疲勞性能，平均40.44萬(wan) 次。與(yu) 標準處方係統相比，減少了47。23%，但仍遠高於(yu) 6.5萬(wan) 時代周刊。因此，GH2132螺栓經680℃ × 24 h時效後，可用於(yu) 製造使用安全可靠。

微觀結構 圖2顯示了不同老化係統後螺栓的微觀結構。你可以看到經過四次時效製度，晶粒度均為(wei) 7級。熱處理工藝決(jue) 定晶粒尺寸的因素是固溶溫度和固溶保持時間。因此，為(wei) 保證晶粒度合格，必須在標準規定的固溶溫度下進行當在該時間範圍內(nei) 選擇溶解溫度和最短溶解溫度時介於(yu) 。時效後，GH2132析出相的尺寸為(wei) 納米尺寸米級，所以無法在光學金相顯微鏡下鑒定其形貌和數量。

討論和分析 圖3顯示了不同老化係統後螺栓的硬度、強度和耐用性和疲勞壽命。表3 ~表7、圖2、圖3所示結果表明，與(yu) 原標準時效製度相比，時效時間為(wei) 680 ℃× 24 h。 GH2132航空發動機後螺栓的硬度、強度和耐久性可以顯著提高。

合金高溫析出強化的機理[1]析出強化機有以下四種係統:①共格應變強化機製:γ′相是鐵基和鎳基的高溫結合金的主要強化相，以及許多高溫合金中析出的γ′相和伽馬矩陣是相幹的。盡管γ’和γ具有相同的麵心立方結構，但兩(liang) 者晶格常數不同，會(hui) 產(chan) 生相幹應變。因此在γ′相的圓周將產(chan) 生高彈性應力場，阻礙位錯運動對共格應變強化的機理做了大量的研究。 ②旁路機製:在高溫合金γ奧氏體(ti) 基體(ti) 中熔化分散的沉澱顆粒，當這些顆粒比基體(ti) 堅硬時，其強度高於(yu) 基體(ti) 當體(ti) 積較大、顆粒間距較大或與(yu) 基質無共格關(guan) 係時，它會(hui) 移動位錯不能切割這樣的粒子。你隻能繞過它才能過去一些障礙，留下大量位錯環強化基體(ti) 。

③錯位切割包括晶粒有序機製:當高溫合金γ基體(ti) 中析出相的硬度較低時，強度不高，與(yu) 基體(ti) γ一致，有共同的滑動麵。和Bertrand矢量之差很小，或者基體(ti) 中的位錯總數是析出相中位錯總數的一半。位錯，運動的位錯以切割γ′相的形式穿過勢壘結果是一致的。

④位錯攀移機製:當外加應力較低時，不足以啟動位錯切割機製或Orowan當繞過機製時，蠕變變形隻能借助位錯通過熱激活來爬升遠遠超過強化粒子。

一般來說，沉澱強化機製是位錯、γ′相和硬化顆粒的相互作用增強了基體(ti) 。因此，降水增強相數是高溫合金強化的根本保證，即使高溫合金基體(ti) 的成分不同，製備工藝包括有些是鑄造的，有些是熱加工變形的，但它們(men) 在室溫下屈服。強度隨著高溫合金中γ′相總量的增加而增加。同樣的，高溫合金的持久強度也隨著γ′相體(ti) 積分數的增加而增加。一般來說，γ′相的體(ti) 積分數隨合金中Al+Ti的加入量而變化含量增加。此外，增強相γ′的尺寸和間距在高溫下合金的強度是一個(ge) 非常重要的參數。對於(yu) 較低的γ′相內(nei) 容(通常機製。γ′相尺寸越大，強度越好。合適的尺寸為(wei) 10 ~ 50納米。對於(yu) 奧羅萬(wan) 旁路和爬升機製希望γ′相的尺寸越小，因為(wei) 對於(yu) 相同總量的γ′相，γ′相間距越小，強度越高。和錯位切割機預計隨著顆粒的增加，γ′相將更大，強度也將增加。此外，合金中還存在兩(liang) 種或兩(liang) 種以上的γ′相，它們(men) 向位錯移動能有效提高合金的強度和高溫耐久性能。

根據工程材料實用手冊(ce) 和超級合金材料學習(xi) 簡介:GH2132是一種高鈦低鋁合金，已通過原標準。熱處理後，Ni 3 (Ti，Al)型γ′相、TiN和TiC，在晶界處，靠近晶界處有微量的M 3 B 2有少量η相和L相，晶粒尺寸為(wei) 6 ~ 7。γ′相的溶解分解溫度為(wei) 830-850℃，初始析出溫度為(wei) 650℃左右。70 ~ 730℃析出最多。原始標準熱處理後γ′相的數量約占合金質量的2% ~ 3%，直徑約為(wei) 10 ~ 20 nm。盡管而原來的標準時效溫度是時效析出的GH2132合金的γ′相。與(yu) 峰值溫度相比，680℃時效後的γ′相數量減少。標準老化溫度。然而，在680℃時效後，γ′相的尺寸析出尺寸越小，分散度越大，對錯位的阻擋作用越強。此外，在680℃時效後，緩慢冷卻至γ′相開始。 當沉澱溫度為(wei) 650℃時，不同的尺寸會(hui) 繼續沉澱發散度較高的γ′相不僅(jin) 增加了γ′相的數量，而且獲得了各種尺寸的“γ"相，從(cong) 而產(chan) 生硬度、強度和耐久性顯著提升。隨著合金強度的增加，合金的塑性降低，導致韌性降低，最終導致疲勞壽命降、低。所以680℃後×24 h時效後，其硬度、強度和耐久性均高於(yu) 標準時效體(ti) 係。更高，疲勞壽命降低，但用的是GH2132合金我公司生產(chan) 的航空發動機螺栓產(chan) 品技術條件不疲勞能源指標要求。

為(wei) 了評價(jia) GH2132發動機在680℃ × 24 h老化後的性能螺栓的使用安全，參考航空發動機螺栓產(chan) 品疲勞壽命≥65000次的性能需要進行疲勞試驗，平均疲勞壽命為(wei) 404400次，遠高於(yu) 65000次。所以680℃ ×24 h時效製度可以保證GH2132航空發動機的螺栓安全的使用。

提高航空發動機用GH2132螺栓產(chan) 品的強度和耐久性，並保證疲勞性能，老化係統溫度應為(wei) 680 ℃× 24 h。

結論 1)與(yu) GH2132合金原標準時效製度相比，為(wei) 720℃ ×16 h，采用680℃ × 24 h時效製度，合金性能有較大提高硬度、室溫強度和高溫強度，並且其斷裂時間可以增加超過20%。 2)采用固溶處理工藝參數，保證晶粒尺寸的前提下，提高航空發動機GH2132合金的耐久性最佳時效製度為(wei) 680℃ × 24 h，緩慢冷卻。GH2132合金在680 ℃× 24 h時效後的疲勞壽命雖然壽命降低了，但仍高達40.44萬(wan) 次，遠高於(yu) 航空。技術條件規定的65000次。因此，使用起來是安全的。

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