inconel783產(chǎn)品的均勻腐蝕可以發(fā)生在酸性或熱的堿性溶液。通過這種機制可以預(yù)計的虧損，并在設(shè)計允許的。inconel產(chǎn)品的腐蝕速率非常慢時，該金屬是在被動狀態(tài)，一般的是耐腐蝕性更好地較大的鉻含量，但其他的溶質(zhì)可以是有害的。

IN783合金是由美國SpecialMetal公司在20世紀(jì)90年代開發(fā)的一種鐵-鎳-鈷基合金。它被用于制造第四代航空發(fā)動機，具有抗氧化、低膨脹和耐高溫的特性。隨著超超臨界汽輪機技術(shù)的興起和發(fā)展，人們對于在高溫合金進行熱加工之前是否有必要進行高溫擴散退火的問題一直存在著許多爭議。為了研究鍛前的長時間高溫擴散退火對IN783合金的顯微組織和力學(xué)性能的影響，作者選擇該合金作為研究對象，并分析和闡述了擴散退火工藝對析出相的影響規(guī)律。

1試樣制備與試驗方法

實驗用材料為IN783鋁合金，鑄態(tài)，其成分見表1所顯示。對IN783鋁合金澆鑄開展持續(xù)高溫擴散退火解決(通稱Hom態(tài)),隨后和不開展擴散退火的IN783鋁合金澆鑄(通稱N-Hom態(tài))一起，經(jīng)熱擠壓(鍛造溫度為1120～980℃)后，再依次進行固溶處理、固溶處理十一級時效性(通稱β時效性)、固溶處理十一級時效性十二級時效性(通稱γ'時效性)熱處理工藝[3-46]。在其中，時效處理加工工藝為(1110±10)℃×1h水冷散熱；一級調(diào)質(zhì)處理加工工藝為(845±8)℃×4h;二級調(diào)質(zhì)處理加工工藝為(718士8)℃×8h爐冷(冷卻速率約55℃·h-1)+(621±8)℃×8h風(fēng)冷。

2試驗結(jié)果與討論

2.1擴散退火對顯微組織的影響

從圖1中可以觀察到，在固溶處理后，兩種狀態(tài)的IN783合金只有基體γ相的衍射峰。而在固溶十時效處理后，除了γ相之外，還出現(xiàn)了明顯的β相的衍射峰。

從圖2中可以看出，經(jīng)過β時效和γ'時效處理后，未經(jīng)過擴散退火處理的合金中的β析出相分布不均勻，呈現(xiàn)出帶狀分布，貫穿多個晶粒；而經(jīng)過擴散退火處理的合金中的β析出相在晶內(nèi)和晶界的分布是均勻的。β析出相的均勻分布在材料的高溫性能方面起著重要作用。同時，晶界上細(xì)密分布的β粒子有助于控制晶粒的生長，并進一步提高了材料的應(yīng)力加速晶界氧化脆性傾向[1--4]。

根據(jù)圖3的結(jié)果，我們可以觀察到經(jīng)過β時效處理后，未經(jīng)過擴散退火的IN783合金中的β析出相在晶內(nèi)和晶界處都相對較大且分布不均勻。一些β相在晶界處呈現(xiàn)出枝葉狀或聚集的形態(tài)，這種較大的枝葉狀β相在多個觀察范圍內(nèi)廣泛存在，而且比例相當(dāng)高。在擴散退火合金中，較少見到連續(xù)的枝晶狀β相析出，與其他合金相比。晶內(nèi)β相析出的顆粒較小且分布均勻，而大部分晶界處的β析出相主要呈現(xiàn)斷續(xù)的短棒狀。

此外，我們還注意到在未經(jīng)過熱處理后的合金中存在一種較大尺寸的析出物。根據(jù)圖4所示的能譜線掃描結(jié)果顯示，這種析出物中含有豐富的鈮和碳元素，很可能是鈮的碳化物。對于高溫變形合金來說，其高溫拉伸強度和持久壽命主要取決于高溫下的晶界強度或晶界滑移抗力。當(dāng)沿晶滑移抗力提高時，合金的高溫拉伸強度和持久壽命也會提高。當(dāng)細(xì)小的粒狀碳化物析出時，會增強界面的滑移抵抗能力。在IN783合金中，我們添加了適量的鈮和鈦。這兩種元素既對γ'相的形成起著重要作用，也是主要形成MC型碳化物的元素。在未進行擴散退火的合金中，部分鈮元素會形成較粗大的碳化物。而在長時間擴散退火的合金中，沒有觀察到粗大的鈮碳化物，這表明長時間擴散退火可以使IN783合金中的鈮碳化物有效溶解，然后在后續(xù)的時效處理中以更細(xì)小的碳化物或γ相的形式均勻析出。

根據(jù)圖5的觀察結(jié)果，可以得知在進行了β時效處理之后，合金的擴散退火效果得到了明顯的提升。中的晶內(nèi)和晶界處β析出相的形狀比未擴散退火合金中的更加規(guī)則，尺寸更加細(xì)小。在IN783合金中，β-NiAl相以兩種形式存在，一種是細(xì)小粒狀或者球狀的晶內(nèi)析出，另一種是沿晶界析出的短棒狀。在合金中形成的微小顆粒狀β相可以使合金具有較高的強度和塑性，而在晶界上析出的長條狀β相則可以增強晶界的抗氧化能力，提高晶界強度，并通過阻礙晶界滑動的方式，大大提高合金的抗裂紋擴展能力、長期使用壽命、持久強度和高溫塑性。另外，因為β-NiAl相的析出，必然會導(dǎo)致周圍固溶鋁的含量降低，使周圍形成γ相貧化。在一定程度上，貧化的γ區(qū)域?qū)⑵鸬轿⑺苄詤^(qū)的作用，有助于減緩應(yīng)力的集中，降低合金的脆性敏感性[3-4.6]。

根據(jù)圖6顯示的結(jié)果，經(jīng)過γ'時效處理后，擴散退滅合金中的β相不僅均勻分布在晶內(nèi)和晶界，還形成了許多細(xì)小且分散的納米γ'相。這些γ相基本上呈現(xiàn)出兩種形態(tài)，一種是尺寸較小的球狀γ'相(約10nm)，在γ'時效溫度下(621℃)析出。另外一種是較大尺寸的塊狀γ相(50-100nm)，它在718℃下通過γ'時效的二級時效過程中析出，并在接下來的(621±8)℃×8h時效過程中進一步增大尺寸。經(jīng)過γ時效處理，IN783合金中出現(xiàn)了大量細(xì)小且分散分布的β-NiAl相和γ'相，這有效地提高了合金的強度[5-6]。

2.2擴散退火對力學(xué)性能的影響

從表2中可以清楚地看到，經(jīng)過固溶處理后，兩種狀態(tài)的合金的硬度達到最低值。隨著時效處理的進行，硬度逐漸提高。其中，經(jīng)過γ時效處理的合金硬度最高，其次為經(jīng)過β時效+(718±8)℃×8h空冷處理后的合金。經(jīng)過不同條件的熱處理后，合金的硬度經(jīng)過擴散退火后都比未經(jīng)過擴散退火的合金要高。

根據(jù)表3的數(shù)據(jù)，我們可以清楚地看到經(jīng)過γ時效處理后，擴散退火合金在室溫和高溫下的強度和塑性較未經(jīng)擴散退火處理的合金明顯更好。與未經(jīng)擴散退火處理的合金相比，室溫下的屈服強度和抗拉強度提高了近100MPa，同時伸長率提高了近30%。在溫度為650℃下進行拉伸試驗時，經(jīng)過擴散退火處理的合金相較于未經(jīng)處理的合金，不僅強度提高了，而且塑性提高了一倍以上。在未經(jīng)高溫擴散退火處理的合金中，元素沒有經(jīng)歷均質(zhì)化過程，在標(biāo)準(zhǔn)熱處理后，β析出相會較粗大，并且在一些晶界局部區(qū)域呈現(xiàn)枝晶狀或帶狀分布；而在經(jīng)過長時間高溫擴散退火處理的合金中，合金元素的分布更均勻，隨后的熱加工與熱處理過程中，析出相也更加均勻地彌散分布。擴散退火處理后的合金具有明顯更高的強度和塑性，這是因為在合金中形成了均勻、細(xì)小和分散的析出相。

3結(jié)論

(1)未經(jīng)擴散退火處理的IN783合金在經(jīng)后續(xù)熱鍛、固溶和時效處理后，其顯微組織中會生成較大尺寸的帶狀或枝晶狀晶界β相及大塊狀的含鈮碳化物，熱鍛前的擴散退火處理能明顯抑制甚至消除粗大析出相的生成。

(2)經(jīng)γ'時效處理后，擴散退火IN783合金的室溫屈服和抗拉強度分別比未擴散退火合金的提高近100 MPa,伸長率提高了近30%,其高溫拉伸性能更加優(yōu)異，650 ℃下擴散退火合金的拉伸強度顯了準(zhǔn)解理斷口，其原因是接頭的局部熱處理溫度達到了TA1鈦合金的韌脆轉(zhuǎn)變溫度，韌性下降，在相同應(yīng)力水平下發(fā)生脆性斷裂。在拉伸過程中，TA1鈦合金內(nèi)部首先沿晶面發(fā)生解理斷裂，當(dāng)其內(nèi)部形成大量微小解理裂紋后，在外力作用下裂紋擴展，在小裂紋彼此連接的邊界處，就有可能通過塑性變形及微孔聚集機制使壓印接頭斷裂，形成準(zhǔn)解理斷口形貌[1-12]