粉末冶金高温合金的组织和性能研究
FGH4097基沉淀强化型粉末冶金高温合金
元 C
素CrNi源自CoW Mo AlTi
Fe Nb Hf
质
量
分 0.02-0 8.00-1
余
数 .06
0.00
／
%
15.0016.50
≤ 4.80- 3.50- 4.85- 1.60-
0. 5.90 4.20 5.25 2.00
50
2.40- 0.1002.80 0.400
元
Zr
B
素
Ce
Mg
Mn Si
S
P
ON
-
质
量
≤
≤≤
≤
分 0.010- 0.006- 0.005- 0.002- ≤ ≤
0.
0.00 0.01
0.00 -
数 0.015 0.015 0.010 0.050 0.15 0.20
00
9
5
5
／
7
%
FGH4097 物理及力学性能
密度
熔点
8.26g/cm³
1290℃-1350℃
FGH4097 热处理制度 制度Ⅰ：1200℃±10℃*8h/FC→(1150-1170)℃/AC+(800-900)℃*(25-40)h/AC； 制度Ⅱ：1200℃±10℃*4h/AC+(950-650)℃*(3-20)h/AC(三级时效)。
高温合金的微观组织与性能分析
高温合金的微观组织与性能分析高温合金是一种特种合金，主要用于高温高压的环境下，例如航空、石化等行业。
高温合金具有优异的高温强度、耐蚀性和热稳定性，能够在高温下保持良好的机械性能和化学性能。
因此，高温合金得到了广泛的应用和研究。
高温合金由于其在高温环境下的使用，具有特殊的微观组织和性能。
了解高温合金的微观组织和性能对于提高其性能、设计和制造优质高温合金材料具有重要作用。
下面将对高温合金的微观组织和性能进行分析。
一、高温合金的微观组织高温合金的微观组织是其高温性能的基础。
高温合金通常采用铸造、热挤压、粉末冶金等方法制备，其微观组织主要包括晶粒、相、位错、孪晶等。
1. 晶粒晶粒是高温合金的基本组成部分，其晶体结构通常为面心立方或者体心立方。
晶粒的大小和分布对高温合金的性能具有重要影响。
晶粒细小能够提高高温合金的强度和塑性，降低断裂韧性。
晶粒大小的分布均匀性对于提高高温合金的韧性也很重要。
2. 相高温合金由于其在高温环境下的使用，产生了很多固溶体相、亚稳相、相界、析出相等。
这些相对高温合金的性能、热稳定性等起着关键作用。
例如，强的固溶体相能够提高高温合金的强度，而稳定的析出相在高温下能够维护高温合金的热稳定性。
3. 位错高温合金中位错数量和类型对其力学性能和热稳定性起着重要作用。
例如，位错可以引导相变、晶体生长等过程，同时位错也会影响高温合金的可塑性和强度。
4. 孪晶孪晶是高温合金中具有特殊形态和性质的晶粒，其能够提高高温合金的韧性和可塑性。
然而孪晶的存在也会导致高温合金产生双重相的结构，降低高温合金的强度。
二、高温合金的性能高温合金作为一种特殊的合金，在高温、高压环境下具有一些独特的性能。
1. 高温强度高温合金是一种高强度材料，其高温强度远远超过常规的钢铁材料。
高温合金在高温环境下可以保持一定的强度和硬度，能够满足高温下的机械强度要求。
2. 耐蚀性高温合金具有优异的耐蚀性，能够在强酸、强碱等恶劣环境下长期使用，不易受到腐蚀和侵蚀。
热等静压冷却速度对粉末冶金高温合金组织及性能的影响
ｅ ｈ ｏ ｉ ａ ｅ ｉ ｔ ｅ ｍｏ ｅ ｔ ｎｄ ｎｃ ｍｏｒ ｈｏｌ ｙ ｗｉｌｃ ｎ ｏ ｄ ｎ ｉｉ ｈａ ． ｔ ｒ ｒ ｔ ｅ ｃ ｏｌ ｎｇ ｒ ｔ ｓ， ｈ ｒ ｅ ｅ ｙ ｙ ｐ ｏｇ ｌ ｈａ ｇｅ ｔ ｅ ｄｒｔｃ ｓ ｐｅ Ａｆ ｅ
热处理 冷速 快 ， 相 变为较 为规 则 的细 小方形 ， 织基 本相 同 ， 学性 能几乎 无 差别 。 组 力 关 键 词 ： 末 冶金 ； ＧＨ９ 粉 Ｆ ５高 温 合 金 ； 等 静 压 ； 却 速 度 ； 形 貌 ； 学 性 能 热 冷 ７相 力
中图分 类号 ： ＴＦ１ ４ ３ ２． ２ 文 献标 识 码 ： Ａ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈ ｆｕ ｎ ｅｏ ｏ ｌ ｇ ｒ ｔｓｏ ｓｒ ｃ ： ｅｉ ｌｅ ｃ ｆｃ ｏ ｉ ａ ｅ ｎ ｎ ｎ
ｍｏ ｐ ｏｏ ｙ，ｉｅａ ｄｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌ ｒ ｐ ｒｙｉ ／ ｒ ｈ ｌ ｇ ｓｚ ｎ ｃ ａ ｉａ ｏ ｅ ｔ ｎ Ｐ ｐ
Ｍ ｕ ｒ ｌｏ ｓ ｐｅ ａ ｌ ｙ ＦＧ Ｈ ９ ｂｙ ｉ ｕｌ ｔｎ ｄ ｆｅ ｅ ｔ ｏ ｌｎｇ ａ ｅ ｏｆ Ｉ ｐｒ ｃ ｓ ａ ｉ ｖ ｓ ｉ — ５ ｓｍ ａ ｉ ｇ ｉｆ ｒ ｎ ｃ ｏ ｉ ｒ ｔ ｓ Ｈ Ｐ ｏ ｅ ｓ ｗ ｓ ｎ ｅ ｔｇａ ｔｄ ｅ ．Ｔｈｅ ｅ ｅ ｉ ｅ ａｌｒ ｓ ｌｓ ｓ ｏ ｈａ ｈｅ ｐｒ ｃｐｉａ ｅ 丫 ｐａ ｔｃ ｅ ｓｚ ｎ ｇ ａｎ ｉ ａ ｇ — ｘｐ ｒｍ ｎｔ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｔ ｔ ｔ ｅ ｉ ｔ ｔ ｄ ｒ ｉ ｌ ｉｅ ｉ ｒ ｉ ｓ ｌ ｒ ｅ ｂｅ ｃ ｕ ｅ ｏ ｈｅ ｓ ｏ ｃ ｌｎ ａ ｅ ａ ｔ ｒ Ｈ Ｉ ， ｈｅ ｌｒ ｅ ７ ｐａ ｔ ｉ ｌ ｓ ｓ ｐａ ａ ｅ ｄｕ ｏ ｌ ｗ ｏ ｌｎｇ ａ ｓ ｆｔ ｌ ｗ ｏｏ ｉ ｇ ｒ ｔ ｆ ｅ Ｐ ｔ ａ ｇ ｒ ｅｃ ｅ ｅ ｒ ｔ ｅ ｔ ｏ ｃ ｏ ｉ ｒ ｔ ． ｔｐ ｏ ａ ｅ Ｉ ｒ ｄｕｃ ｓｏｃ ｏｃ ｂｅ ｓ ｐｅ， ｃ ｏ ｕｂ — ｅ ｒｔｃａ ｎｄｒｔｃ ｍ ｏｒ ｈｏ ｏｇ ｆ ． ｅ ｔ ｕ ｈａ ｏ ｔ ｃ ｅ ｄ ｎｄ ｉｉ ｎｄ ｄｅ ｉｉ ｐ ｌ ｙ ｏ Ｔｈｅ ｌ ｗ — ｏ
高温合金的显微组织与强韧性研究
高温合金的显微组织与强韧性研究引言：高温合金是一类能在极端温度下具有优异性能的材料，被广泛应用于航空、航天和能源领域。
其中，显微组织对高温合金的性能具有重要影响。
因此，研究高温合金的显微组织和强韧性，对于提升材料性能和应用范围具有重要意义。
1.高温合金的显微组织特征高温合金主要由基体相和强化相组成。
基体相通常为金属，如镍、钴或铁等，具有较高的塑性和可加工性。
而强化相则为稀土金属氧化物、碳化物或硼化物等，主要起到增强合金的硬度和高温强度的作用。
显微组织的特征与合金中基体相和强化相的比例、分布和形态有关。
2.显微组织对高温合金性能的影响(1)力学性能：显微组织中的强化相能够有效地阻碍位错运动和晶界滑移，从而提高合金的抗拉强度、屈服强度和硬度。
此外，显微组织中的位错和晶界也会对合金的延展性和韧性产生影响。
(2)高温氧化和腐蚀性能：合金中的强化相能够形成一种致密的氧化层，阻止氧、硫和其他腐蚀介质的侵蚀。
显微组织的细化和均匀分布有利于提高氧化和腐蚀的抗性。
(3)热稳定性：由于高温合金在高温下工作，显微组织的热稳定性对于保持合金的性能至关重要。
一些合金在高温下会发生晶粒长大和相分解等现象，导致材料失去优异的性能。
3.显微组织调控方法为了改善高温合金的性能，人们通过调控显微组织来实现。
常用的显微组织调控方法包括：(1)添加合适的强化相元素：通过调整合金中强化相的种类和含量，可以改变显微组织的分布和形态，进而改善材料的力学性能和高温稳定性。
(2)热处理：通过在合金的加工过程中进行热处理，如固溶处理、时效处理等，可以改变显微组织的相比例、分布和尺寸，从而调控合金的性能。
(3)变形加工：通过变形加工，如冷变形、热变形等，可以引入位错和晶界，优化显微组织的结构，提高合金的塑性和韧性。
(4)表面改性：通过表面处理，如机械拍打、喷丸等，可以改变合金的表面显微组织，提高其耐腐蚀性和高温氧化性能。
4.高温合金强韧性的研究强韧性是高温合金的重要性能指标之一，对于抵御高温下的开裂和断裂具有重要意义。
粉末高温合金材料的力学特性及其在涡轮盘上的应用研究
应用实践
连接方式：在涡轮盘上应用粉末高温合金材料时，应采用适应高温环境的连 接方式，如激光熔化焊接、电子束焊接等高能束焊接方法，以确保连接部位的强 度和可靠性。
背景
背景
粉末高温合金材料是一种通过粉末冶金工艺制备的合金，具有优异的抗氧化、 抗蠕变和抗疲劳性能。自20世纪60年代粉末高温合金材料问世以来，一直是航空、 航天、能源等领域的重要候选材料。随着涡轮盘在航空、航天、能源等领域的应 用越来越广泛，对于粉末高温合金材料在涡轮盘上的应用研究也日益受到。
材料选择
镍基单晶合金是一种先进的材料，因其出色的高温强度、良好的抗氧化性和 抗腐蚀性，广泛应用于航空、航天和能源等领域。特别是在冷却涡轮叶片上的应 用，其力学特性发挥着至关重要的作用。本次演示将对镍基单晶合金的力学特性 进行深入探讨，并分析其在冷却涡轮叶片上的应用。
二、镍基单晶合金的力学特性
二、镍基单晶合金的力学特性
内容摘要
在石油和化工领域，粉末高温合金可用于制造高温炉具和反应器等关键设备， 提高设备的耐高温性能和抗腐蚀性能。
内容摘要
总之，粉末高温合金作为一种具有优异高温性能和抗氧化性能的合金材料， 在航空、航天、石油和化工等领域有着广泛的应用前景。随着科技的不断发展， 粉末高温合金的研究和应用也将不断深入和扩展，为我国的经济发展和科技进步 做出更加重要的贡献。
三、镍基单晶合金在冷却涡轮叶 片上的应用分析
三、镍基单晶合金在冷却涡轮叶片上的应用分析
高温合金的显微组织与力学性能研究
高温合金的显微组织与力学性能研究高温合金是指在高温环境下具有较好力学性能和耐热性能的合金材料。
这种材料广泛应用于航空航天、电力、冶金等高温工业领域。
高温合金在高温下能够保持较高的强度和耐蠕变性，主要得益于其特殊的显微组织。
高温合金的显微组织主要由γ相和γ'相组成。
γ相为固溶体，主要由镍和铬组成，具有较好的耐腐蚀性和塑性。
而γ'相则为弥散相，主要由铝和钼等元素组成，具有较高的强度。
这两相之间的相互作用能够使材料在高温下具备较好的抗变形能力。
高温合金的力学性能主要受到显微组织和温度的影响。
显微组织的优化能够有效提高材料的力学性能。
例如，通过控制合金中γ'相的精细化和均匀分布，可以有效提高材料的强度和韧性。
同时，适当调节合金的成分和热处理工艺，可以降低材料的蠕变速率，提高其在高温条件下的稳定性。
此外，温度也是影响高温合金力学性能的重要因素。
随着温度的升高，γ相的固溶度会逐渐降低，导致显微组织的变化。
在高温下，γ相的溶解度减小，γ'相开始溶解，进而影响材料的强度。
因此，合金材料在高温环境下需要经过严格的温度控制和设计，以保证其良好的耐高温性能。
为了研究高温合金的显微组织和力学性能，科研人员通常采用多种测试和分析方法。
首先，通过金相显微镜对材料进行显微组织观察，了解其相对含量和分布情况。
然后，利用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等高分辨率显微镜对显微组织进行更细致的分析，进一步研究相的形貌和细化情况。
此外，通过硬度测试、拉伸实验和蠕变实验等力学性能测试，可以评估材料在高温下的强度、韧性和蠕变性能。
随着科技的不断进步，高温合金的研究也在不断深入。
科研人员通过改变合金的成分和添加适当的微合金元素，致力于提高高温合金的力学性能和耐热性能。
同时，借助计算机模拟和材料设计技术，也能够更加准确地预测材料的显微组织和力学性能，在材料设计阶段进行有针对性的优化和改进。
综上所述，高温合金的显微组织和力学性能研究是一个复杂而关键的课题。
粉末高温合金研究进展
粉末高温合金研究进展一、本文概述粉末高温合金，作为一种重要的金属材料，以其出色的高温性能、优异的力学性能和良好的抗腐蚀能力，在航空航天、能源、化工等领域具有广泛的应用前景。
随着科技的不断进步，对粉末高温合金的性能要求也越来越高，因此，对粉末高温合金的研究显得尤为重要。
本文旨在全面综述粉末高温合金的研究进展，包括其制备工艺、组织结构、性能优化以及应用领域等方面。
我们将简要介绍粉末高温合金的基本概念、特点以及应用领域，然后重点分析当前粉末高温合金的制备方法及其优缺点，包括粉末冶金法、机械合金化法、自蔓延高温合成法等。
接着，我们将探讨粉末高温合金的组织结构对其性能的影响，以及如何通过调控组织结构来优化其性能。
我们还将对粉末高温合金在高温、强腐蚀等极端环境下的性能表现进行深入研究。
我们将展望粉末高温合金的未来发展趋势，包括新材料的开发、新技术的应用以及新工艺的研发等方面，以期为推动粉末高温合金的研究和应用提供有益的参考和借鉴。
二、粉末高温合金的制备技术粉末高温合金的制备技术近年来取得了显著的进步，为高温环境下的应用提供了强有力的材料支持。
粉末高温合金的制备主要包括粉末制备、粉末冶金、热处理及精密加工等关键步骤。
粉末制备是粉末高温合金制造的基础。
目前，常用的粉末制备方法有气相沉积法、液态金属雾化法、机械合金化法等。
其中，液态金属雾化法因其生产效率高、粉末质量稳定而被广泛应用。
这种方法通过高速气流将液态金属破碎成细小的液滴，并迅速冷却凝固成粉末。
粉末冶金是将粉末进行压制和烧结，以获得所需形状和性能的合金材料。
压制过程中，通过模具和压力使粉末颗粒紧密结合，形成具有一定形状和密度的坯料。
烧结则是在一定温度和气氛下，使粉末颗粒间发生原子扩散和结合，形成连续的合金基体。
热处理是粉末高温合金制备过程中的重要环节，用以调整材料的组织结构、提高性能。
通过控制加热温度、时间和冷却速度等参数，可以优化合金的相组成、晶粒大小和分布，进一步提高高温强度、抗蠕变性能和热稳定性。
粉末冶金高温合金
发展过程
粉末冶金高温合金在高温合金中起强化作用的析出相（金属间化合物或碳化物）随温度升高会重新溶入基体。 因此，高温合金的最高工作温度必然受强化相溶解温度的限制。为解决这一问题，从50年代起美国克里门斯(ns) 和格雷戈里(E.Gregory)等人开始了氧化物弥散强化高温合金的研究。
成分性能
粉末冶金高温合金几种常用沉淀强化型粉末高温合金的化学成分见表1。这些合金与同牌号的用铸造或变形工 艺制备的高温合金相比，含碳量较低，可以避免在粉末颗粒边界析出碳化物膜,影响材料性能。表1中的MERL76合 金是在IN 100合金成分的基础上降低碳含量，并加入强碳化物形成元素铌和铪，这就消除了粉末颗粒表面不良问 题，提高了合金强度，并且可以采用直接热等静压成形工艺。
用粉末冶金工艺制取的高温合金。现代喷气推进技术的发展，对高温合金工作温度及性能的要求日益提高。 用变形工艺和铸造工艺制备高合金化的高温合金，由于铸锭偏析严重、加工性能差和成形困难，已不能满足要求。 而采用粉末冶金工艺，由于粉末颗粒细小，凝固速度快，合金成分均匀，因而产品没有宏观偏析，性能稳定,加工 性能良好,而且可以进一步提高合金化程度。在粉末冶金技术中采用热等静压直接成形或用超塑性等温锻造成接近 制品尺寸的工艺,还可以提高金属利用率,减少机械加工量，从而降低成本。粉末冶金技术的缺点是金属粉末易于 氧化和污染，工艺要求严格。按合金强化方式可分为沉淀强化型和氧化物弥散强化型两类（见金属的强化）。
粉末冶金高温合金
几种常用的沉淀强化型粉末高温合金的性能见表 2。这些合金的屈服强度和疲劳强度显然高于同牌号的铸造 成形和变形高温合金。
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图２ ＦＧＨ４０９６合金显微组织形貌．
Ｆｉｇ．２
Ｍｉｅｒｏｓｔｒｉａｃｔｔｔｉｍ ｏｆ ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙ ＦＧＨ４０９６ ｄ—金相；ｂ—ⅡＭ
图３ ＦＧＨ４０９７合金显微组织形貌 Ｆｉｇ．３ Ｍｉｅｒｏｏｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｓｕｐｅｒａｌ｜ｏｙ ＦＧＨ４０９７
ｎ一金相；６一ｓＥＭ
３．３台金性能
台盒
Ｔａｂｌｅ ２
裹２ ３种台金中的相组成 Ｃｏｍｏｏｓｌｔｔｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｐｈａｓ８ ｉｎ ＦＣＩｔ４０９５，ＦＧＩｔ４０９６ ａｎｄ １７ＣＩｔ４０９７ ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙｓ
ＦＣ｝１４０９５
ＦＧＨ４０９６
ＦＧＨ４０卯
合盒中相组成
Ｔ，Ｙ’，ＭＣ，鸭Ｂ２（痘）
１，一．Ｍｃ，Ｍ∞（２６（痕），Ｍ，Ｂ２（痕）
３．３．１室温拉伸性能 ＦＧＨ４０９５的室温拉伸强度分别比ＦＧＨ４０９６和 ＦＧＨ４０９７高１１％和２１％，ＦＧＨ４０９７的拉伸塑性最好。 ＦＧＨ４０９６介于二者之间（图４）。从屈强比（％：／吼） 看，ＦＧＨ４０９７为０．６８，ＦＧＨ４０９６为０．７２．ＦＧＨ４０９５为
０．７５。
３．３．２室温硬度和室温冲击韧性 从表３可见，ＦＧＨ４０９５室温硬度分别比ＦＧＨ４０９６ 和ＦＧＨ４０９７合金高１０％和２１％，ＦＧＨ４０９５室温冲击韧 性最差，ＦＧＨ４０９６与ＦＧＨ４０９７比ＦＧＨ４０９５高约６０％。
Ｓｔｕｄｙ Ｏｉｌ Ｍｉｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｐｏｗｄｅｒ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ Ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙｓ
Ｚｈａｎｇ Ｙｉｗｅｎ＠Ｔａｏ Ｙｕ Ｚｈａｎｇ Ｙｉｎｇ Ｌｉｕ Ｊｉａｎｔａｏ Ｚｈａｎｇ Ｇｕｏｘｉｎｇ Ｚｈａｎｇ Ｎａ （Ｈｉ曲Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＣＩＳＲＩ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８１，Ｃｈｉｎａ）
０ ０４１
ｎ ００６＇
ＭＣ
（Ｎｂ ０ ６２．１＂ｉ０．３８）Ｃ
（Ｔｉ０．７７，Ｎｂ ０ ２３）Ｃ
（№０ ６７，Ｔｉ ０ ２７．ｆ－ｌｌ＂０ ０６）Ｃ
６
图１ ＦＧＨ４０９５合金显微组织形貌
４一金相；６．椰Ｍ Ｆｉｇ．１ Ｎｉｃｒ０６ｍｌｅｔｕｒｅ ｏｆ ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙ ＦＧＨ４０９５
粉末冶金高温舍空的纽织和性能研究
余
用金相显微镜、ＳＥＮ、ＴＥＮ观察和分析合金的显 微组织和相结构，用化学相分析方法分析相组成。分 别测试三种合金的力学性能。在６００一９００屯之间进行 三种合金的等温静态氧化试验…，用ＳＥＩ～Ｉ观察氧化膜 的形貌，ｘ射线分析氧化产物。做了三种合金的８７０℃ 燃气热腐蚀试验”ｏ。２０ｈ、４０ｈ、６０ｈ、８０ｈ和ｌＯＯｈ后试 样称重，结果取５个试样的平均值。
３试验结果
３．１相组成
从化学相分析结果可见（表２）’’、ＮＣ、ｔｅｌ。ｃ、 Ｍ。Ｃ６和Ｍ３Ｂ：相组成比较复杂。１’相主要由Ｎｉ、ｃｏ、
ｃｒ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｂ和Ⅲ合金元素组成，ｃｏ和ｃｒ置换 Ｍ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｈｆ置换ＡＩ。ＭＣ型碳化物主要由Ｎｂ、Ｔｉ、 Ⅲ和ｃ合金元素组成。ｚｒ主要进入ＭＣ型碳化物中， 在１’相中含量非常少。
ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆＦＧＨ４０９７ ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙ ａｌｅｔｈｅ ｂｅｓＬ Ｗｈｅｎｔｈｅ ｓＬｒ８Ｓ－ｉｎｔｅｎｓｉｔｙｆａｃｔｏｒ ｒａｎｇｅ（ＡＫ）ｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ ５０ＭＰａ／ｍ，ｔｈｅｆａｔｉｇｕｅ ｃｒａｃｋ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ＦＧＨｚｌ０９７ ｓｕｐｏｒａｌｌｏｙ ｉｓ ｔｈｅ ｌｏｗｅｓｔ ａｔ ６５０。Ｃ．Ｔｈｅ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｂｅｌｏｗ ８００。Ｃａｎｄ ＣＯＩＴＯＳｉＯＩＩ ｒｅｓｉｓｔ－ ａｎｃｅ ｏｆ ＦＧＨ４０９７ ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙ ａｔ ８７０。Ｃ ａｎ ｍｕｃｈ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｏｓｅ ｏｆ ＦＧＨ４０９５ ａｎｄ ＦＧＨ４０９６ ｓｕｐｅｒａＵｏｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｐｏ＇ａｄｅｒ ｍｅ抽且ｕ’ｇｙ ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙ，ｍｌｃｒｏｓｔｒｕｅｔｕｒｅ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ，ｏｘｉｄａｔｉｏｎ碑乱ｓｔａｎｃｅ ｐｒｏｐｅｒｔｙ，ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｆｅ＿ ａｉｓｔａｎｃｅ ｐｍｐｅｒｔｙ
囤
ＦＧＨ４０９６组织均匀，６—７级晶粒度（图２０），没 有一次大１’相。二次１’相呈球形主要分布在晶内，尺 寸为０．０６—０．２ｐ，ｍ（图２ｂ）；三次Ｔ ７相分布在晶内，尺 寸小于０．０４ｐａｎ。ＭＣ型碳化物分布在晶内和晶界上。
ＦＧＨ４０９７组织均匀，６—７级晶粒度（图３口），存
在三种１ ７相。一次１’相呈方形分布在晶界上，尺寸为 ０．８。１．３ｖＬｍ；二次１’相呈方形和蝶形主要分布在晶 内，尺寸为０．２一Ｏ．６ｐ，ｍ（图３ｂ）；三次１’相分布在晶 内，尺寸为０．０４—０．１ｖＬｍ。ＭＣ碳化物分布在晶内和晶 界上，Ｍ。Ｃ、Ｍ。Ｃ。碳化物和Ｍ，Ｂ：硼化物分布在晶界上。
Ｆｉｇ，５
图５三种合金的室温冲击断口显微形貌 Ｆｒａｃｔｏｇｒａｐｈｓ ｏｆ ｉｍｐａｃｔ ｄｕｃｔｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ａｌｌｏｙｓ ａｔ ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ａ－－ＦＧＨ４０９５：｝一ＦＧＨ４０９６：ｅ－－ＦＣ－Ｈ４０９７
表４三种台金６５０。Ｃ持久性能
Ｔａｂｌｅ ４ Ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｈ镕ｒｕｐｔｕｒｅ
粉末冶金高温舍空的组织和性能研究
回
粉末冶金高温合金的组织和性能研究
张义文。陶 宇张莹刘建涛张国星 张娜 （钢铁研究总院高温材料研究所，北京１０００８１）
摘要研究和对比了热等静压＋热处理态ＦＧＨ４０９５、ＦＧＨ４０９６和ＦＧＨ４．０９７三种合金的组织、相组成、力学性能、 抗氧化性能及抗热腐蚀性能。结果表明，三种合金均由１相、１’相、碳化物和硼化物组成；ＦＧＨ４０９５合金的室温强 度和硬度最高，ＦＧＨ４０９７合金的高温持久和蠕变性能最好．ＦＧＨ４０９６合金的性能居于二者之间；在６５０℃和应力强 度园子范围（ＡＫ）小于５０ＭＰａ√ｍ时，ＦｃＨ４０９７合金的疲劳裂纹扩展速率（ｄａ／ｄＮ）最低，在８００℃以下抗氧化性 能和８７０℃抗热腐蚀性能ＦＧＨ４０９７台金优于ＦＧＨ４０９５和ＦＧＨ４０９６合金。 关键词粉末冶金高温台金，组织，力学性能，抗氧化性能．抗热腐蚀性能
３．２显微组织
ＦＧＨ４０９５组织均匀，６—７级晶粒度（图ｌａ），存在 三种１’相，一次１’相呈方形主要分布在晶界上，尺寸为
ｎ ５一１．５岬（图１６）；二次１’相呈方形和蝶形主要分布
在晶内，尺寸为０．１—０．３“ｏ（图１ｃ）；三次Ｙ ７相呈球形 分布在晶内，尺寸为０．０２一ａ０８１ｕ－ｎ。ＭＣ型碳化物分 布在晶内和晶界上，Ｍ，Ｂ。型硼化物分布在晶界上。
台金
Ｃ
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ｃｅ
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ＦＣｔｔ４０９５
ｎ０６
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３６
３．６
，５
２６
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Ｇｌ－１４０９６ ｎ０３
１５ ８
１２ ９
４０
４．Ｏ
２２
３７
０．８
Ｏ ０１１
０．０３６
０ ００９
余
ＦＣ，Ｈ４０９７
ｎ ０４
８８
１６ ２
５３
３８
５０
１８
２７
（Ｏ ０１５ ＜０ ０１５ ‘０ ４ （０ ０１ ＜０ ０１
图４室温拉伸性能
Ｆｉｇ．４ Ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｐｒｏｐｅｌｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｐｅｒａＵｏｙｓ ａｌ ＩＸ）ＯＩｌｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
囤
第３篇粉末冶金和弥散强化高温合金
表３硬度和冲击韧性
Ｔａｂｌｅ ３ Ｈａｒｄｎｅｓｓ ａｎｄ ｉｍｐａｃｔ ｔｌｕｃｔｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ａｌｌｏｙｓ ａｔ ｉ－ｏｏｒａ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
１前言
２试验材料和试验方法
粉末冶金高温合金用于高性能航空发动机的涡轮 盘、压气机盘、鼓筒轴和环形件等熟端转动部件。目 前我国研制的ＦＧＨ４０９５、ＦＧＨ４０９６和ＦＧＨ４０９７三种镍 基粉末冶金高温合金，均属于１’相沉淀强化型高温合 金。ＦＧＨ４０９５属于高强型合金，最高使用温度为 ６５０＇Ｅ。ＦＧＨ４０９６具有高的裂纹扩展抗力，属于损伤容 限型合金，最高使用温度为７５０℃。ＦＧＨ４０９７具有高的 高温持久和蠕变性能，属于高持久强度型台金，最高 使用温度为７５０。Ｃ。本文对直接热等静压（ＨＩＰ）成形 的三种合金的组织和性能进行了对比研究。
（Ｎｉ ０ ９２，Ｃｏ ０．０６，Ｃｒ ０ ０２）］
（Ｎｉ ０－８５，Ｃｏ ０ １３．１２ｒ ０ ０２），（Ａｌ
Ｔ’相 （Ａ１ ０ ５７．Ｔｉ ０ ２４．舳０ １４．Ｃｒ （＂ｉ３ ０ ４５，Ａｌ ｎ ４４。Ｃｒ ０．０７．№ ０ ６８，Ｔｉ ０．１４，Ｎｂ ０ １０．Ｃｒ ０－０７．ｔｔｆ
瞌０５１
合金
硬度ＨＢＷ
冲击吸收功Ａｔｕ２／Ｉ
ＦＧＨ４０９５
４４３
２Ａ
ＦＣ－Ｈ４０９６
４０３
４０
ＦＧＨ４０９７
３６５
３９
从冲击断Ｅｌ微观形貌看，三种合金均表现为粉末 颗粒间、晶内和晶间混合断裂模式（图５）。
３．３．３高温持久性能 从表４可以看出，光滑试样６５０℃持久，ＦＧＨ４０９５ 和ＦＧＨ４０９７具有较高的持久性能，ＦＧＨ４０９６的持久寿 命较低，相比之下ＦＧＨ４０９７具有较高的持久塑性。 光滑一缺口复合试样６５０。Ｃ持久，ＦＣＨ４０９５和 ＦＧＨ４０９６的持久寿命较低，持久塑性差，试样断在 缺口处，表现为缺Ｅｌ敏感性；而ＦＧＨ４０９７具有优异 的持久性能，持久塑性好，试样断在光滑处，表现 出缺口强化。
试验用三种合金均采用等离子旋转电极工艺制粉、 ＨＩＰ成形，并经热处理。ＨＩＰ温度在’’稻完全固溶温度 以上２０～３０ｑｃ。粉末粒度为５０一１５０¨ｍ。ＦＧＨ４０９５环 形件热处理制度为（１１２０—１１６０）ｏｃ ｘ １１１／（５８０— ６２０）ｃｃ盐浴＋８７０℃×１ｈ／ＡＣ＋６５０℃Ｘ ２４ｈ／ＡＣ： ＦＧＨ４０９６环形件热处理制度为（１１３０—１１７０）℃Ｘ １ｈ／ （５８０～６２０）℃盐浴＋７６０℃×８ｈ／ＡＣ；ＦＧＨ４０９７轴件热 处理制度为（１１９０—１２．１０）℃×８ｈ／炉冷一（１１６０～ １１７０）。ｃ／ＡＣ＋８７０℃×２４ｈ／ＡＣ。试验料的化学成分见 表１。