GH4708簡介：
GH4708高溫合金是Ni-Cr基沉淀硬化型變形高溫合金，使用溫度在850℃以下。合金以鎢、鉬、鋁和鈦等元素進行綜合強化，使用具有較高的抗氧化性能，組織穩(wěn)定，并具有滿意的冷熱加工成形和焊接工藝性能。適合制造航空發(fā)動機壓氣機、燃燒室、渦輪、可調(diào)噴口等不同部位850℃以下工作的承力零件。主要有熱軋及鍛制棒材、板材、絲材、環(huán)形件和鍛件。

GH4708高溫合金已用于制作航空發(fā)動機安裝邊、偏心環(huán)、半環(huán)、封嚴環(huán)座、低壓渦輪外環(huán)、噴嘴殼體、拉桿、銷軸和底板高溫承力件。并通過了發(fā)動機長期試車考核。

1前言

GH4708合金表面可進行滲Al、鈍化鍍Ag和鍍Cr等表面處理。合金在800℃時效1000h后無有害相析出。

GH4708合金是仿照前蘇聯(lián)31708合金研制的一種高強度鎳基可焊抗氧化高溫合金，它的綜合性能優(yōu)良，主要用于航空發(fā)動機壓氣機、燃燒室、渦輪、可調(diào)噴口等部位在850 ℃以下工作的承力部件。長期時效對組織和力學性能的影響關(guān)系到合金的使用溫度上限，對航空發(fā)動機的選材具有重要意義。因此，筆者研究了GH4708合金經(jīng)高溫長期時效后組織和力學性能的變化規(guī)律，以確定影響組織穩(wěn)定性的因素。

1.1?試驗材料及方法

試驗用GH4708合金材料取自撫順特殊鋼股份有限公司采用雙真空冶(VIM+VAR)

生產(chǎn)的中8mm的熱軋棒材，合金的化學成分(質(zhì)量分數(shù)，%)為：C0.056,Cr18.95,W5.85,Mo 4.75,Ti 1.21,Al 2.11,Fe 0.28,Si 0.05,Mn 0.02,B

0.0065,S0.003,P0.004,Ce 0.08,余為鎳。試樣經(jīng)過1140 ℃×1h,空冷+800 ℃×15 h,空冷的熱處理后，在650 ℃、800 ℃下分別進行100 h、500 h、1000 h的長期時效處理，長期時效后的試樣分別進行室溫和800 ℃的拉伸試驗，同時進行組織

結(jié)構(gòu)的分析。

2?試驗結(jié)果及分析

2.1?長期時效溫度對力學性能的影響

圖1、圖2分別為GH4708合金在650 ℃和800 ℃下，長期時效后力學性能隨時效時間的變化。由圖1(a)可見：在650 ℃下，隨時效時間的延長，GH4708合金室溫抗拉強度起初略有升高，時效100 h后趨于穩(wěn)定，時效100 h后和時效1000 h后的抗拉強度基本相同。拉伸塑性隨時效時間的延長，起初略有下降，100h后趨于穩(wěn)定，時效100 h后和時效1000 h后的拉伸塑性基本相同。圖1(b)表明：在650 ℃下，時效時間從100h延長到1000 h,GH4708合金800 ℃的抗拉強度基本不變；拉伸塑性隨時效時間的延長，起初略有升高，之后又開始下降，時效500 h后趨于穩(wěn)定。

從圖2(a)可見：在800 ℃GH4708合金的室溫抗拉強度和拉伸塑性隨時效時間的延長基本不變。圖2(b)表明：在800 ℃下，時效時間從100 h延長到合金的抗拉強度基本不變；拉伸塑性隨時效時間的延長，起初略有升高，時效100 h后趨于穩(wěn)定，之后隨時效時間的延長基本沒有變化。

2.2?長期時效后的組織變化

2.2.1 GH4708合金標準熱處理狀態(tài)下的物化分析和相分析

為了確定GH4708合金的相組成，用菲利浦APD-10型X射線衍射儀在cps為200或100、30 mA、35 kV、CoKa為15～100(2)的條件下測定合金的各析出相，結(jié)果為：①相具有一種結(jié)構(gòu)，?=0.358nm,面心立方晶系；②M??C?,ao=1.076 nm,面心立方晶系；③TiC,ao =0.428 nm,面心立方晶系?；瘜W定量相分析的結(jié)果見表1、表2和表3。

用3014型X衍射光譜儀和Kratky小角測角儀分析用1%硫酸銨+1%檸檬酸+5%乙二醇(體積分數(shù))水溶液電解的陽極析出物(以γ相為主)的粒徑。所用射線為CoKa,負荷為30 kV、30 mA,狹縫寬度為0.04 mm、0.1 mm、0.02 mm。測定結(jié)果見表4和圖3。

2.2.2?時效處理前后的組織變化

合金性能的變化主要是由合金組織的變化引起的。GH4708合金在650 ℃和800 ℃經(jīng)過100 h、500 h、1000 h長期時效后，晶粒度沒有變化，由相分析結(jié)果可知并無有害相析出。而經(jīng)過650 ℃、800 ℃長期時效后，GH4708合金中的γ相和M23C?相隨著時效時間的延長，數(shù)量略有增加(表5、表6和圖4),而MC相的質(zhì)量分數(shù)(大約為0.041%)并不發(fā)生變化。

3?結(jié) 論

(1)?GH4708合金在650 ℃、800 ℃下經(jīng)過100 h、500 h、1000h的長期時效后，力學性能基本穩(wěn)定，可以長期使用。

(2)GH4708合金在650 ℃、800 ℃下經(jīng)過100 h、500 h、1000 h長期時效處理后，其晶粒度不變，但是隨著時效時間的延長，相和M23C?相的數(shù)量略有增加，而MC相的數(shù)量基本不變。