焦点日报：GH3536高温合金组织晶粒度

(资料图片)

GH3536合金概述

GH3536（Hastelloy X）是一种典型的固溶强化型镍基高温合金，具有良好的高温力学性能、抗氧化性、耐腐蚀性和热加工成形性，常被用于制造高温气冷堆的热交换器、航空发动机燃烧室等高温零部件。随着现代航空工业的不断发展，对高强、高推重比和高可靠性航空发动机的追求促使航空发动机逐渐向轻量化、复杂化和整体化方向发展，传统铸造、锻造及粉末冶金等制造工艺已经无法满足现代航空工业的需求。与传统的“减法制造”思路相反，增材制造技术通过“加法制造”可将材料连点成线、连线成面、连面成体，实现了从原材料到复杂零件直接一次成形，自问世以来便取得迅速发展。

GH3536固溶强化型镍基高温合金化学元素含量

GH3536固溶温度对力学性能的影响

不同温度固溶处理后试样的晶粒尺寸、晶界类型、碳化物分布存在明显差异，为了探究组织变化对力学性能的影响，进行了常温和高温拉伸试验，不同的固溶温度下，试样的抗拉强度没有明显区别，约为750 MPa，随着固溶温度的增加，屈服强度逐渐后伸长率逐渐增加. 100℃时试样的屈服强度的最高为450 MPa，断后伸长率为41%，当固溶温度增加为1220℃时，试样的屈服强度降低为315 MPa，断后伸长率增加为59%.00 0℃高温拉伸结果，不同固溶温度下，试样的屈服强度相近，约为185 MPa，随着固溶温度的增加，试样的抗拉强度逐渐增大，断后伸长率降低. 100℃时试样的高温抗拉强度为220 MPa，断后伸长率为21%，当固溶温度增加为1220℃时，试样的高温抗拉强度增加为240 MPa，断后伸长率减少为15%。

对比拉伸试验结果，随着固溶温度的升高，试样的常温和高温拉伸性能的变化趋势存在明显差异，为了探究其原因，对拉伸断口讲行SEM拍摄，常温抗性的断口形貌如图6a所示，断口表面存在大量的韧窝，为典型的韧性断裂，这与其较高的断后伸长率相对应，裂纹穿晶扩展，晶粒内部为组织和力学性能的薄弱区域.高温拉伸断口，断口呈现冰糖状形貌，为典型的沿晶断裂，同时在断口表面存在大量的白色析出相，说明在高温拉伸的过程中，存在大量碳化物析出，随着固溶温度的升高，析出的碳化物数量减少.

分析其原因，当常温拉伸时，固溶温度为1 100℃试样内部完全再结晶程度低，晶粒细小，较多小角度晶界存在于晶粒内部，阴碍塑性变形的仿错运动.

使得试样的屈服强度最高，为450 MPa.当固溶温度为1 180℃时，试样的屈服强度降低至375MPa，饮是因为相比于100℃，小鱼度晶果的长度占比由47

5%减少为23.6%，对位错运动的阻碍作用减弱，当固溶温度增加为1 220℃时，由于小角度晶界长度占比减少为1.5%，几乎消失，对晶界的旧得作用讲一步弱，再结晶晶粒长大，试样的屈服强度减小为315 MPa此外由于晶界对位错运动的阻碍作用，拉伸过程中的塑性变形主要集中于晶粒内部，随着固溶温度的升高，晶粒尺寸逐渐增大，小角度晶界的长度减少，材料的塑性变形能力增强，当固溶温度从1100℃增加为1220℃时，断后伸长率由41%增加为59%在900℃高温坊佛过程中，伴随着我化物沿晶果垢出，晶界质化物作为脂件相，在榆伸讨程中容易造成裂纹的苗生，降低试样的抗拉强度，当1 100℃固溶时，晶界区域的碳化物回溶不完全，高温拉伸导致部分已经回溶的碳化物沿晶界重新析出，碳化物的数量增加，使得晶界脆化，在小的塑形变形下，试样沿晶界开裂，高温抗拉性能降低.当1 180℃固溶时，由于晶界区域的碳化物回溶增加，沿晶界分布的碳化物数量减少，晶界脆化效应减弱，试样的抗拉强度提高，半1220℃固溶时，晶界区域的碳化物完全回溶，高温拉伸导致的碳化物析出较少，抗拉强度进一步提高，

关键词： 屈服强度 抗拉强度 力学性能

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