GH2132簡(jiǎn)介：

該合金是Fe-25Ni-15Cr基高溫合金，加入鉬、鈦、鋁、釩及微量硼綜合強(qiáng)化。在650℃以下具有高的屈服強(qiáng)度和持久、蠕變強(qiáng)度，并且具有較好的加工塑性和滿意的焊接性能。適合制造在650℃以下長(zhǎng)期工作的航空發(fā)動(dòng)機(jī)高溫承力部件。

1?實(shí)驗(yàn)材料

鐵基高溫合金是奧氏體不銹鋼發(fā)展起來(lái)的，含有一定量的鉻和鎳等元素。它是中等溫度(600℃~800℃)條件下使用的重要材料，具有較好的中溫力學(xué)性能和良好的熱加工塑性，合金成分比較簡(jiǎn)單，成本較低。主要用于制作航空發(fā)動(dòng)機(jī)和工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)上渦，也可以制作導(dǎo)向葉片、渦輪葉片、燃燒室，以及其他承力件、緊固件等。另一用途是制作柴油機(jī)上的廢氣增壓渦輪。由于沉淀強(qiáng)化型鐵基合金的組織不夠穩(wěn)定抗氧化性較差，高溫強(qiáng)度不足，因而鐵基合金不能在更高溫度條件下應(yīng)用。

1.1?GH2132化學(xué)成分

1.2?GH2132規(guī)格の280mm棒材鍛造工藝及固溶制度鐓拔開(kāi)坯過(guò)程：采用?①508mm自耗錠在4500t快鍛機(jī)制坯，加熱溫度1120℃(保溫4~5h),第一火由H0=1700mm鐓粗至H1≤1300mm,拔長(zhǎng)至の508mm,第二火鐓粗至H2≤1000mm,拔長(zhǎng)至の508mm,第三火鍛造開(kāi)坯至380mm八角。開(kāi)鍛溫度≥1050℃,終鍛溫度≥800℃。

精鍛形成過(guò)程：坯料表面修磨后轉(zhuǎn)1800t精鍛機(jī)組一火成形。精鍛加熱溫度為1090℃(保溫2h)。精鍛機(jī)第一趟開(kāi)鍛溫度920~930℃,鍛至の365mm,第二趟開(kāi)鍛溫度為910~920℃,鍛至の342mm,第三趟開(kāi)鍛溫度900~910℃,鍛至の311mm,第四趟開(kāi)鍛溫度870~880℃,鍛至の290mm,終鍛溫度860℃左右。

固溶處理：980℃±10℃,保溫不少于1h,空冷、油冷或水冷；

時(shí)效處理：720℃±10℃,保溫不少于16h,空冷。

1.3?GH2132組織結(jié)構(gòu)

GH2132合金是Fe-25Ni-15Cr?高溫合金，加入鉬、鈦、鋁、釩及微量硼綜合強(qiáng)化。GH2132合金在標(biāo)準(zhǔn)熱處理狀態(tài)下，在γ基體上有球狀均勻彌散分布的Ni3(Ti,Al)型γ’相以及TiN,TiC,晶界有微量M3B2,晶界附近可能有少量 相和L相。合金中硅、硫含量較高時(shí)，會(huì)有G相、Y相在晶界析出。

2?常規(guī)腐蝕方式、腐蝕劑及腐蝕結(jié)果

對(duì)于高溫合金、不銹鋼顯示晶粒邊界的方法一般采用電解法和化學(xué)腐蝕法。我們選用表3所列的常規(guī)試劑進(jìn)行試驗(yàn)。

將制備好的GH2132金相試樣分別用1*2*3*4*試劑反復(fù)試驗(yàn)：一號(hào)試劑對(duì)于GH2132的侵蝕無(wú)電化學(xué)腐蝕反應(yīng)，長(zhǎng)時(shí)間侵蝕后腐蝕面仍為白亮，在顯微鏡下觀察無(wú)組織無(wú)晶界；將2*試劑加熱至70℃～80℃侵蝕1小時(shí)后取出清潔吹干，顯微鏡下觀察無(wú)晶界，侵蝕2小時(shí)后取出，100X顯微鏡下觀察，晶界隱約斷續(xù)，如圖1;將試樣放置10%草酸電解液中電解侵蝕10秒后取出清潔吹干，100X顯微鏡下觀察晶界清晰，但顯示的為孿晶晶粒；

將試樣放置10%稀硫酸電解液中5秒后取出清潔吹干，在100X顯微鏡下觀察仍為孿晶晶界，如圖2。

3?討論

晶界腐蝕最關(guān)鍵的是選擇正確的腐蝕方式和腐蝕劑，如果腐蝕方式選擇的不當(dāng)，晶界難以顯示；腐蝕劑選擇的不當(dāng)則顯示孿晶晶粒。

晶界腐蝕是電化學(xué)腐蝕過(guò)程，由于晶界處原子排列不規(guī)則，自由能較高，晶界存在成分偏析，使晶界和晶內(nèi)產(chǎn)生電位差，構(gòu)成腐蝕微電池，晶界電位相對(duì)晶內(nèi)較負(fù)，在電解這一環(huán)境下，晶界作為陽(yáng)極而溶解，晶界顯現(xiàn)。

但是，在較強(qiáng)溶劑電解液中，又由于晶界作為陽(yáng)極溶解速度太快，又易于造成孿晶面沉淀。因而，對(duì)于不同的合金應(yīng)當(dāng)采用不同的電解制度?？紤]到GH2132是含有高度彌散的相的合金，所以所選的電解液的酸度不宜太大，硝酸中有微量的氯離子和氟離子，可稍稍增加不銹鋼晶界的腐蝕速率。

總結(jié)了表1常規(guī)腐蝕方式腐蝕劑的缺陷，我們選擇聯(lián)合腐蝕法，制定出腐蝕制度(見(jiàn)表4)。

將制備好的GH2132金相試樣先用硫酸高錳酸鉀溶液熱蝕?20分鐘后置于30%硝酸溶液中電解，將試樣作為正極，不銹鋼板作為負(fù)極，相距18～25mm,電壓3V,侵蝕1分鐘后取出清潔吹干，顯微鏡100X下觀察，晶界清晰，晶粒完整，組織干凈，無(wú)孿晶界，如圖3,圖4,圖5,圖6。

(TP347、304NG)試驗(yàn)，顯微鏡100X下觀察，仍然得到組織干凈，無(wú)孿晶界的清晰完整晶粒，如圖7,圖8。

4?結(jié)論

(1)?晶粒度顯示成功與否，主要取決于正確的腐蝕方式和腐蝕劑。采用先硫酸高錳酸鉀溶液熱蝕20分鐘后，再用30%硝酸溶液電解的聯(lián)合腐蝕法，適用于GH2132等的晶粒度顯示，晶界清晰組織干凈無(wú)孿晶。

(2)該腐蝕方法通用性大，重現(xiàn)性好，操作簡(jiǎn)便易行，易于掌握。

(3)提高了腐蝕速率，減少了返工率，防止了誤差，提高了效率，為公司的高溫合金重點(diǎn)品種開(kāi)發(fā)研究，提供了優(yōu)質(zhì)快捷的數(shù)據(jù)保證。