對 ＧＨ４２２０ 高溫合金的組織演變至關(guān)重要的熱處理工藝被研究者廣泛關(guān)注， 相比于標(biāo)準(zhǔn)熱處理制度后獲得的平直晶界形態(tài)， 研究者發(fā)現(xiàn)可以通過熱處

性能：

密度kg/dm3：526（≥）

溫度 T°C/F：44

比熱J/kgK：13

導(dǎo)熱系數(shù)W/mK：24

電阻μΩ·cm：溶液和老化，退火，Ausaging，Q+T等

溫度?！鉉/°F：749

蠕變應(yīng)變極限(10000h)(Rp1,0) N/mm2：916

蠕變斷裂強(qiáng)度(10000h)(Rp1,0) N/mm2：313

GH4220產(chǎn)品類別

理獲得 ＧＨ４２２０ 合金的彎曲晶界， 并且對合金的性能有較大的改善作用。 本文以 ＧＨ４２２０ 合金螺栓為研究對象，在保持 ＧＨ４２２０ 合金的標(biāo)準(zhǔn)熱處理制度即固溶和時(shí)效的溫度、時(shí)間參數(shù)不變的情況下，在生產(chǎn)實(shí)際中，反復(fù)摸索，通過調(diào)整 １２２０ ℃固溶處理冷卻階段的冷方式， 將 標(biāo)準(zhǔn)熱 處理制 度 的 空 冷 改 為 緩 慢 冷 卻（２４ ｍｉｎ冷卻至 １１００ ℃ 保溫 １ ｍｉｎ，之后空冷） ，將晶界形態(tài)由平直晶界變?yōu)閺澢Ы纾?從而提高 ＧＨ４２２０ 合金螺栓的力學(xué)性能。

試驗(yàn)材料

本次試驗(yàn)原材料按照 ＧＪＢ １９５３Ａ—２００８《航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)件用高溫合金熱軋棒材規(guī)范》 執(zhí)行， ＧＨ４２２０合金化學(xué)成分見表 １。

ＧＨ４２２０ 合 金 是 我 國 仿 制 前 蘇 聯(lián) 的ХН５１ВМТЮКФРВД 鎳 基 時(shí) 效 沉 淀 硬 化 型 高 溫 合金 。 合金以 Ｎｉ 為基體， 添加約（ 質(zhì)量分?jǐn)?shù)， 下同）１１％ Ｃｒ、１５％ Ｃｏ、６％ Ｗ、６％ Ｍｏ、０． ５％ Ｖ 作為固溶強(qiáng)化元素，４． ５％ Ａｌ、２． ５％ Ｔｉ 作為時(shí)效強(qiáng)化元素， 同時(shí)加入Ｃ、Ｂ、Ｃｅ、Ｍｇ 作為微合金化元素。 Ｃｒ 是高溫合金中不可缺少的合金化元素，除了低膨脹高溫合金外，幾乎所有高溫合金中都含有金屬元素 Ｃｒ。 Ｃｒ 溶入 γ 固溶體，引起晶格畸變， 起到固溶強(qiáng)化作用， 提高 γ 固溶體的強(qiáng)度，此外 Ｃｒ 的另 一個(gè)十分重要的作用， 就是形成Ｃｒ ２ Ｏ ３ 氧化膜， 使高溫合金具有良好的抗氧化和抗腐蝕性能，且 Ｃｒ含量越高，抗氧化性越好；鎳基合金中加入 Ｃｏ，引起固溶強(qiáng)化， 提高基體的強(qiáng)度， 同時(shí)使合金的蠕變速率降低，從而提高合金的高溫力學(xué)性能。 另外，Ｃｏ 在高溫合金中具有優(yōu)異的抗熱腐蝕性能和抗熱疲勞性能，使合金的使用溫度及高溫性能得以進(jìn)一步提高；Ｗ、Ｍｏ 也是高溫合金中常用的固溶強(qiáng)化元素， 由于Ｗ、Ｍｏ 的原子半徑大于 Ｎｉ， 添加 Ｗ、Ｍｏ 會(huì)引起晶格明顯膨脹，形成較大的長程應(yīng)力場， 阻止位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)， 使合金屈服強(qiáng)度明顯提高。 另外 Ｗ 加入高溫合金后， 除了約有一半溶于 γ 固溶體引起固溶強(qiáng)化外， 另一半溶入了γ′強(qiáng)化相，起時(shí)效強(qiáng)化作用；Ｖ 的原子半徑比 Ｎｉ 大，所以加入 Ｖ 后同樣能提高基體的強(qiáng)度， 同時(shí) Ｖ 具有細(xì)化合金晶粒的作用， 改善了合金的熱加工工藝塑性。ＧＨ４２２０ 合金中加入高溫合金中常用而價(jià)格又便宜的Ａｌ、Ｔｉ 作為時(shí)效強(qiáng)化元素， 形成 γ′強(qiáng)化相， 提高合金的強(qiáng)度；Ｃ、Ｂ、Ｃｅ、Ｍｇ 作為微合金化元素， 提高了晶界的結(jié)合力，起強(qiáng)化晶界的作用。 通過提高晶界的結(jié)合力，可提高合金在高溫條件下的力學(xué)性能。

ＧＨ４２２０ 合金成分的優(yōu)異，決定了合金具有較高的使用溫度以及在高溫條件下具備優(yōu)異的力學(xué)性能。所以，該材料成為制造在 ９５０ ℃以下工作的航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪工作葉片、緊固件等零部件的優(yōu)先選用材料。 以航空發(fā)動(dòng)機(jī)用 ＧＨ４２２０ 合金螺栓為例，其技術(shù)要求為：９５０ ℃高溫抗拉強(qiáng)度≥４９０ ＭＰａ； 應(yīng)力持久性能保持 ４０ ｈ 不斷（９４０ ℃ 加載 ２１５ ＭＰａ） ；室溫抗拉強(qiáng)度≥１０００ ＭＰａ。

但是，在 ＧＨ４２２０ 合金螺栓的生產(chǎn)過程中， 因存在合金在冶煉過程中爐批次間的成分含量波動(dòng)， 合金元素偏析，雜質(zhì)元素的數(shù)量、種類、大小、形狀不同， 以及合金熱變形工藝等因素的不同， 導(dǎo)致螺栓按標(biāo)準(zhǔn)熱處理制度進(jìn)行熱處理后，室溫抗拉強(qiáng)度、高溫抗拉強(qiáng)度和應(yīng)力持久性能往往不能滿足螺栓技術(shù)條件的要求。