GH4738鎳基合金鈷靶

發布時間： 2023-05-27　　點擊次數： 436次

緊固件將兩(liang) 個(ge) 或多個(ge) 部件連接成一個(ge) 整體(ti) 。機械零件廣泛應用於(yu) 製造業(ye) 。航天業(ye) 吃緊。固件的工作溫度高，工作環境不好，所以通常使用。具有優(you) 異耐腐蝕性和強塑性的高溫合金緊固件的材料。對於(yu) 緊固件來說，鬆與(yu) 不鬆是一體(ti) 的主要失效形式，所以緊固件材料的鬆弛性能是相對耐久強度更能體(ti) 現材料的特性。常見的緊固件主要見高溫合金GH2132、GH4169、GH4738等。GH4738是一種鎳鉻合金。沉澱硬化變形高溫合金具有760~870℃的高溫屈服強度和抗疲勞性；870℃以下的燃氣輪機在大氣中具有良好的抗氧化性和耐腐蝕性；良好的加工可塑性，組織性能穩定。GH4738合金的高溫拉伸性能和蠕變性能、裂紋擴展速率及其微觀結構相關(guan) 性已被廣泛研究，而是關(guan) 於(yu) 合金的應力鬆弛特性和機理。之前的研究項目還是比較少的。所以本作針對的是GH4738。相同溫度和初始應力下不同熱處理條件下的應力鬆弛行為(wei) 。為(wei) 了探索合金的宏觀應力鬆弛。這是用這種合金製造的緊固件的一種維修工藝工作條件的選擇和合金的鬆弛規律可提供實驗依據。

實踐測試實驗中使用的GH4738合金是真空感應熔煉(VIM)+真空熔煉的自耗重熔(VAR)熔煉和熱加工雙流程。化學成分如表1所示。

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為(wei) 了研究熱處理對GH4738合金應力鬆弛的影響根據表2中列出的工藝條件加熱合金處理。

進行GB10120中規定的高溫拉伸應力鬆弛試驗方法:試驗設備為(wei) RMT-D5SC電子高溫應力鬆弛儀(yi) 測試機器。研究溫度和初始應力對應力鬆弛行為(wei) 的影響，該影響通過從(cong) 用係統a處理的合金棒取樣來處理標準樣品，初始應力分別為(wei) 510，溫度分別為(wei) 600，700和800℃MPa應力鬆弛試驗和不同初始應力410在700℃，50，610mpa下的應力鬆弛試驗。比較不同的熱處理該係統對GH4738合金應力鬆弛行為(wei) 的影響取決(jue) 於(yu) 應用。將係統處理後的合金棒材取樣加工成標準樣品，並進料進行了700℃和610 MPa下的應力鬆弛試驗。

鬆弛測試完成後，將收集到的實驗數據整理成σ-T。曲線，然後擬合曲線。為(wei) 了更明顯地反映應力鬆弛試驗的階段，數據轉換後得到曲線。ln(d /d ) -lnpt曲線，並進一步分析各階合金的鬆弛行為(wei) 。法律的一部分。將鬆弛試驗後的樣品切割成ф 5mm× 5mm。組織分析樣本。樣品被機械拋光並通電。腐蝕後，用掃描電鏡觀察析出γ′相和晶界碳化物M 23 C 6。電解侵蝕法:將嚐試將樣品放入150毫升磷酸+10毫升硫酸+15克鉻酸酐的混合溶液中。電解蝕刻在介質中進行5~8 s，DC電壓為(wei) 3~5 V，然後用b在超聲波清洗機中清洗酒精10分鍾。

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應力鬆弛可以用應力鬆弛曲線來表征。鬆弛的該曲線由應力鬆弛試驗確定，應力鬆弛試驗是在規定的溫度下測試樣品。施加載荷，保持初始變形不變，測量樣品上的應力。隨時間變化的曲線(圖1)。圖中σ 0為(wei) 初應力，任何時候保持在試樣上的應力稱為(wei) 殘餘(yu) 應力σsh；嚐試品上減小的應力，即初始應力和殘餘(yu) 應力之差，稱為(wei) 鬆弛應力σ so。根據σ-t應力鬆弛曲線，鬆弛曲線可分為(wei) 兩(liang) 級截麵:開始時，試件上的應力隨時間迅速減小。稱為(wei) 放鬆的第一階段；之後應力下降逐漸減緩，稱為(wei) 鬆動。放鬆階段2；因為(wei) 應力的降低是有限度的，曲線最終趨於(yu) 平行於(yu) 時間軸，此時的應力稱為(wei) 鬆弛極限σ r，意味著在一定的初始應力和溫度下，不會(hui) 繼續鬆動。鬆弛殘餘(yu) 應力。在應力鬆弛的兩(liang) 個(ge) 階段之間還有一個(ge) 階段。閾值應力0。金屬抵抗應力鬆弛的能力稱為(wei) 鬆弛。穩定。鬆弛穩定性可由下式確定S 0被稱為(wei) 晶間穩定係數；s值越大，弛豫穩定性越高。不同階段內(nei) 應力鬆弛率v r由下式確定rvt代表。應力鬆弛現象通常，可以使用鬆弛極限、鬆弛率和鬆弛穩定性代表性。

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本實驗利用應力鬆弛曲線來研究溫度和初始應力對應力鬆弛曲.

溫度對GH4738應力鬆弛的影響初始應力為(wei) 510 MPa的合金在600、700和800℃下沒有變化相同溫度下的應力鬆弛曲線如圖2a所示。從(cong) 圖中可以看出，初始相同應力不同溫度下的應力鬆弛試驗曲線都顯示出明亮演出的兩(liang) 個(ge) 階段。快速應力下降和應力下降的第一階段緩慢的第二階段符合弛豫曲線的一般規律。但是仍然但有三點不同，即第一階段的下降幅度不同。生長弛豫和兩(liang) 階段過渡後的不同弛豫極限。要點肯定不一樣。首先，將解釋第一階段的快速下降。眼下出生時間很短，通常在1小時內(nei) 。相比之下，600，700，800較低的應力下降得更快。圖2b顯示了50分鍾鬆弛後殘餘(yu) 應力隨溫度呈拋物線變化，溫度越高，殘餘(yu) 應力越大力越小，第一階段的應力下降越嚴(yan) 重。為(wei) 了確定在不同溫度下長期鬆弛後的鬆弛極限弛豫曲線用三次延遲函數擬合，擬合度較好。效果，如圖3a所示。長期鬆弛後的盈餘(yu) 可以通過擬合曲線來外推。應力，並獲得該溫度下的鬆弛極限參考值。擬合正方形程維:線的影響以及熱處理製度各種因素對GH4738合金應力鬆弛的影響性能的影響。

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其中σ是瞬時應力；σ代表鬆弛極限，t是時間。但是剩餘(yu) 的參數A 1、A 2、A 3、A、b和c確定曲線的形狀，這取決(jue) 於(yu) 材料的特性和相關(guan) 的實驗條件。特定參數值見表3。圖3b示出了不同溫度下的鬆弛極限，其與(yu) 每個(ge) 溫度相匹配。鬆弛極限與(yu) 5000分鍾鬆弛後的實際測試相同。應力非常接近，表明5000 min弛豫後的應力幾乎不再墜落。隨著溫度的升高，弛豫極限呈拋物線變化。下降，溫度越高，鬆弛極限越小。為(wei) 了找出不同放鬆階段的轉折點，輸入了現有的數據行轉換。在應力鬆弛試驗中，總變形保持不變，而彈性變形逐漸轉變為(wei) 塑性變形。如果總應變分為(wei) 彈性應變和塑性應變。即:t p el(1)

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其中:ε t、ε el、ε p和e分別為(wei) 總應變、彈性應變和塑性應變，彈性模量。ln(dε p /dt)-lnσ曲線可以從(cong) 等式(5)獲得(圖4)。ln(dε p /dt)-lnσ曲線很好地確定了弛豫過程的階段。在應力相對較高的區域，它對應於(yu) 鬆弛的第一階段，此時應變速率較高，但下降緩慢。當壓力下降時，進入在鬆弛的第二階段，應變速率迅速降低。兩(liang) 級變速速率基本上隨不同的斜率線性變化，可以用一條直線來表征。可以看出，這個(ge) 過程中存在一個(ge) 閾值應力。在這下麵閾值應力0塑性應變速率迅速降低。把這個(ge) 臨(lin) 界壓力0作為(wei) 第一和第二放鬆階段的分界點。根據圖4，它可以發現600℃和700℃時曲線對應相的斜率是基本相同理，解釋這兩(liang) 個(ge) 溫度下塑性應變率的變化速度一致。溫度升至800℃後，曲線的第一階段的斜率大，說明應變速率下降較快。同時，閾值應力也它隨著溫度的升高而降低。通過閾值應力可以計算應力鬆弛的每個(ge) 階段的鬆弛。鬆弛率(圖5)。在600，700℃時，兩(liang) 個(ge) 階段的弛豫速率都相同但在800℃鬆弛速率明顯加快。

一般來說，各階段的應力鬆弛率隨著溫度的升高而增大。一般來說，應力鬆弛的第一階段主要發生在晶粒間，由於(yu) 晶粒間應力分布不均勻，促進晶界擴散產(chan) 生塑性。變形導致應力降低。第二階段主要發生在晶粒中，亞(ya) 晶的旋轉和移動導致應力不斷降低[4]。穩定性這種性質可以用第一階段的晶間穩定係數S 0來表示。0到窗台應為(wei) 力與(yu) 初應力進行計算(圖 5b)。晶間穩定係數 S 0 隨著溫度升高而降低，說明鬆弛穩定性隨著溫度下降。實際上，對比鬆弛試驗前後的微觀組織(圖 6)可以發現，鬆弛試驗前後的 GH4738 合金的 γ′強化相形貌沒有發生明顯變化。並且不同溫度的鬆弛試驗對 γ′強化相形貌也無明顯影響。因為(wei) 應力鬆弛和蠕變緊密聯係，應力鬆弛的機理往往也采用蠕變理論進行解釋。一般認為(wei) ，鬆弛的第 1 階段和第 2 階段分別對應過渡蠕變和穩態蠕變。蠕變速率與(yu) 應力、溫度的關(guan) 係滿足蠕變的本構方程。即式(6)：dexp( )dnQAt RT（6）式中， n 為(wei) 蠕變速率的應力指數， Q 為(wei) 形變激活能； R為(wei) 氣體(ti) 常數； T 為(wei) 絕對溫度。在鬆弛試驗中，因為(wei) 檻應的存在，將曲線分為(wei) 應變速率下降慢的大應力區和應變速率下降快的小應力區，高溫下的應力鬆弛往往是原子擴散和位錯攀移、滑移，晶界和相界運動的複合機製的共同作用的結果。應力

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gh4738合金在700℃以下服役時的鬆弛穩定性更高。隨著溫度的升高，合金的鬆弛穩定性明顯下降，在每個(ge) 階段，鬆弛率增加，鬆弛極限減小。有初始應力隨著增加，合金第一階段的弛豫速率加快，弛豫極限有所提高。增加。但鬆弛穩定性不隨初始應力的變化而變化。強調弛豫曲線可以用三次延遲函數來擬合。GH4738的兩(liang) 個(ge) 標準熱處理工藝A和B的主要影響討論了GH4738合金弛豫過程的第二階段，得到了臨(lin) 界應力和臨(lin) 界應力鬆弛穩定性無明顯影響。其中在低固溶溫度下熱處理係統的鬆弛極限更大。3)ln (d/d)-ln t曲線很好地證實了弛豫曲線。兩(liang) 個(ge) 階段，在兩(liang) 個(ge) 階段的分界點存在一個(ge) 門檻應力。當閾值應力低於(yu) 此值時，塑性應變速率迅速降低。

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