GH3030 合金是早期發(fā)展的 80Ni-20Cr 固溶強(qiáng)化型 高溫合金，該合金化學(xué)成分簡單，在 800 ℃ 以下具有滿 意的熱強(qiáng)性和高塑性，并具有良好的抗氧化、熱疲勞、冷 沖壓和焊接工藝性能，因此在航空航天、艦船、石油化工 等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。產(chǎn)品涉及到絲材、帶材、 棒材等多種規(guī)格。其中，絲材包括彈簧絲、焊絲、冷鐓絲 3 種形式，棒材包括熱軋(鍛)棒、冷拉棒等。

同等化學(xué)成分范圍下，不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?GH3030 合金的性能要求差異較大，比如冷鐓絲材要求抗拉強(qiáng) 度≤785 MPa，而冷拉絲材要求抗拉強(qiáng)度≥685 MPa。 為了適應(yīng)這種多用途的特點，GH3030 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的合 金成分范圍較寬，如 C 含量僅規(guī)定了上限范圍≤0.12%， 沒有規(guī)定下限范圍。在前期生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，不同 C含量對合金性能有著顯著的影響，通過控制 C 含量， 可以達(dá)到滿足不同用途 GH3030 合金性能的要求。調(diào) 研資料發(fā)現(xiàn)，目前尚無有關(guān) C 元素對 GH3030 合金性 能影響規(guī)律的系統(tǒng)深入研究報道。因此，有必要深入 研究 C 含量對 GH3030 合金組織與性能的影響規(guī)律， 優(yōu)化合金成分，使不同用途的 GH3030 合金獲得最佳 的綜合性能，為實際試制生產(chǎn)提供技術(shù)指導(dǎo)。

試驗材料與方法

為了研究碳含量對 GH3030 合金組織和性能的影 響，設(shè)計了碳含量分別為 0.016% 、0.054% 、0.071% 、 0.118% 和 0.140% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)的 5 組不同的合 金。試驗合金經(jīng)真空感應(yīng)爐(VIM)冶煉出鑄錠，之后 熱軋成 6.5 mm 合金棒。

在6.5 mm 合金棒上取若干試樣，進(jìn)行 980 ℃， 保溫 20 min 水冷固溶熱處理。將熱軋態(tài)和固溶處理 后的試樣橫向打磨、拋光后，采用 HCl(10 mL) + H2O(10 mL) + CuSO4 (2 g)腐蝕劑進(jìn)行腐蝕。用 Neophot- 21 型光學(xué)顯微鏡和 JSM-6510 型掃描電鏡觀察分析顯 微組織變化規(guī)律。利用“網(wǎng)格法”統(tǒng)計了碳化物數(shù)量， 選取 5 張不同視場照片取其平均值。用 WDW300 型 電子式材料試驗。

結(jié)論

1) GH3030 合金隨著 C 含量的增加，碳化物數(shù)量 增多，合金晶粒尺寸減小，其中在 0． 016% ～ 0.071% 的 C 含量變化范圍內(nèi)，碳化物數(shù)量和晶粒尺寸變化趨勢 最為明顯。

2) 碳含量影響 GH3030 合金的力學(xué)性能。隨著C 含量增加，經(jīng)980 ℃ × 20 min 固溶處理的 GH3030 合 金的抗拉強(qiáng)度和規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度均升高，伸長率和 斷面收縮率均降低。合金在常溫主要強(qiáng)化機(jī)制為細(xì)晶 強(qiáng)化和第二相強(qiáng)化。

3) 當(dāng) C 含量≥0.054% 時，GH3030合金的抗拉強(qiáng)度Ｒm≥685 MPa，伸長率 A≥30% ;在 C 含量≤0.12%范 圍內(nèi)，GH3030 合金的抗拉強(qiáng)度 Ｒm ≤785MPa，伸長率 A≥30%?？蓾M足不同用途對GH3030 合金性能的要求。