GH80A/GH4080A合金是什么材料
????高溫合金是指以鐵、鎳、鈷為基體，能在高溫及一定的復(fù)雜應(yīng)力作用下長時間服役的一類金屬材料，服役環(huán)境決定了高溫合金需要具有較高的高溫強度，良好的抗氧化和抗腐蝕性能，以及良好的疲勞性能、斷裂韌性等。高溫合金按基體元素可分為鐵基、鎳基、鈷基等高溫合金，其中，鎳基高溫合金的高溫強度最高，耐腐蝕性能最好，非常適合在高溫條件下長時間工作。??
??GH4080A合金是Ni-Cr基沉淀硬化型變形高溫合金，該合金的強化方式主要是加入鋁、鈦元素形成γ′沉淀強化相，在650～850℃范圍有良好的抗蠕變和抗氧化性能。材料的性能主要取決于化學(xué)組成與組織結(jié)構(gòu)，熱處理作為金屬材料塑性成形過程中的關(guān)鍵工序，不同的固溶溫度、保溫時間會對材料的微觀組織造成不同的影響，如晶粒尺寸、再結(jié)晶分?jǐn)?shù)、析出相的數(shù)量和尺寸以及晶界狀態(tài)等，因此選擇合適的熱處理工藝制度對該合金的組織和性能有重要的影響。高溫合金的熱處理主要包括固溶處理和時效處理。本文以GH4080A合金熱軋棒材為試驗材料，研究了不同的固溶溫度以及保溫時間對該合金微觀組織的影響，為實際生產(chǎn)過程中的熱處理工藝提供理論指導(dǎo)。
????由不同固溶溫度下的再結(jié)晶圖和再結(jié)晶曲線可知，初始熱軋棒材由于終軋溫度較低，動態(tài)再結(jié)晶過程沒有充分完成，因此組織內(nèi)部存在殘余應(yīng)力。在1020℃固溶時，大部分的區(qū)域都滿足了再結(jié)晶的形核條件，只有少部分的未再結(jié)晶組織，并且隨著保溫時間的增加再結(jié)晶分?jǐn)?shù)也逐漸增加，但是由于此時的固溶溫度比較低，析出相未能充分溶解，阻礙了晶粒的長大，因此再結(jié)晶晶粒不僅沒有長大，反而比熱軋棒材的更細(xì)。隨著固溶溫度的升高，顆粒狀析出物已經(jīng)充分溶解，開始進(jìn)入晶粒長大階段，此時的組織大部分都已經(jīng)被再結(jié)晶晶粒所取代。再結(jié)晶過程同時會伴隨著小角度晶界向大角度晶界的轉(zhuǎn)變。
????通常在退火條件下，一些低層錯能的面心立方金屬中（如奧氏體γ-Fe）經(jīng)常能看到一些兩邊界面平直的孿晶片，即退火孿晶。關(guān)于退火孿晶的形成機制，一般認(rèn)為是在晶粒生長過程中形成的。當(dāng)晶粒通過晶界移動生長時，原子層在晶界角處（111）面上的堆垛順序偶然錯堆，就會出現(xiàn)一共格的孿晶界并隨之在晶界角處形成退火孿晶。
GH80A的熱處理制度研究
固溶退火
在加工和熱處理鎳基合金時，必須對這種材料進(jìn)行固溶處理，以確保雜質(zhì)能溶回基體中。于秋穎等研究了GH80A在不同時間的固溶處理，發(fā)現(xiàn)當(dāng)固溶溫度低于100℃時，V相全部溶回基體中，但有少量碳化物沒有完全溶入基體中。在108℃固溶處理8小時后，碳化物完全溶解到基體中，因此GH80A的研究基本在108℃進(jìn)行。
時效處理
由于γ相是GH80A的主要強化相，所以沉淀強化是γ的主要強化機制..我們通常通過時效析出γ相和碳化物相來強化材料。葛婷婷通過研究GH80A的相圖發(fā)現(xiàn)，700℃是GH80Ay’相的析出峰，因此GH80A的時效處理應(yīng)在此溫度進(jìn)行。GH80A經(jīng)余秋英在700℃和850℃時效后，發(fā)現(xiàn)在700℃時Y相更細(xì)小、更分散，因此可以獲得較高的強度。YulaiXu9等對GH80A進(jìn)行700℃和16h時效處理后，碳化物MzsCg開始在晶內(nèi)和晶界析出，700℃時效的GH80A斷裂強度達(dá)到1250MPa。在700℃單次時效獲得的性能在強度或塑性方面是最好的。
除了單一時效，有人還提出了雙時效熱處理工藝，即增加了穩(wěn)定熱處理工藝:850℃時效24小時。根據(jù)850℃時效后，晶界上析出更多的二次碳化物，晶粒內(nèi)也析出細(xì)小的二次Y相。這樣，雖然在這樣的時效處理下強度有所降低，但850是碳化物的析出峰，所以在雙時效制度下可以使晶內(nèi)和晶界達(dá)到最佳匹配，從而提高材料的塑性和延展性。俞來旭等人也對GH80A進(jìn)行了三次時效試驗，其熱處理工藝為1070?℃/8 h，AC+980℃/4 h，AC+ 845℃/24h，AC+700℃/16h，AC。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過三次時效后，雖然強度和蠕變性能有所下降，但塑性和延性有所提高。
GH80A的高溫穩(wěn)定性
由于高溫合金主要在相對較高的溫度下使用，因此研究高溫性能如高溫穩(wěn)定性和蠕變性能更為重要。丁P等在標(biāo)準(zhǔn)熱處理條件下對GH80A進(jìn)行不同溫度的長時間時效，發(fā)現(xiàn)在750℃以下時效5000小時，Y相沒有明顯長大，也沒有TCP等有害相，可以認(rèn)為該合金組織在750℃以下可以穩(wěn)定工作。但在850℃以上長期時效處理后，相和晶界中的碳化物聚集長大，碳化物數(shù)量增加，Y相數(shù)量略有減少，合金塑性下降，持久壽命保持穩(wěn)定。同時存在基體的二次Y溶出現(xiàn)象?？紤]到GH80A的應(yīng)用場合和溫度，有必要設(shè)計一種新的工藝使GH80A在850℃及以上穩(wěn)定工作。
