上海雄鋼特種合金有限公司

GH141合金是一種沉淀硬化的鎳基變形高溫合金。由于其優(yōu)異的高溫強(qiáng)度和持久蠕變強(qiáng)度，以及優(yōu)異的抗氧化性和耐腐蝕性，該合金被廣泛應(yīng)用于航空航天工業(yè)。GH141合金的長期工作溫度可達(dá)870℃，短期工作溫度可達(dá)980℃。在上述工作溫度范圍內(nèi)，GH141合金是強(qiáng)度最好的合金，因此被廣泛用于制造航空發(fā)動機(jī)的高溫軸承零件。鍛造和熱軋是GH141合金的主要加工方法。在高溫變形過程中，應(yīng)變、應(yīng)變速率和溫度是影響變形過程和最終鍛件組織的重要內(nèi)在因素。因此，為了獲得預(yù)期的力學(xué)性能和微觀組織，有必要了解GH141合金的流變特性和微觀組織演變規(guī)律。

GH141的主要強(qiáng)化相是x′和MC碳化物。其主要成分在GH738合金的基礎(chǔ)上增加了鉬的含量，比GH738合金性能更高。該合金在650~900℃范圍內(nèi)具有較高的拉伸、屈服、疲勞、持久、蠕變強(qiáng)度和良好的抗氧化性。試一種980℃以下力學(xué)性能最好的合金。由于該合金中Al、Ti、Mo含量較高，屬于難變形的高溫合金，難以鍛造，易產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)效裂紋。

GH141合金的合金化程度高。凝固過程中，Al、Ti、Mo等主要合金元素存在嚴(yán)重的枝晶偏析，嚴(yán)重影響合金的熱塑性。高溫均勻化熱處理可以促進(jìn)溶質(zhì)原子的擴(kuò)散和遷移，減少和消除枝晶偏析，溶解可能的有害相，從而提高合金的熱塑性。趙炳坤等人對GH141合金進(jìn)行高溫均勻化處理時(shí)，發(fā)現(xiàn)在1140℃保溫8小時(shí)以上或在1170℃保溫4小時(shí)以上可以消除鑄態(tài)枝晶組織和元素偏析。梁燕等研究表明，GH141合金在1180℃保溫5小時(shí)后，鑄態(tài)試樣中Mo和Ti成分的偏析得到改善，保溫10小時(shí)后Mo的偏析基本消除，但Ti的偏析沒有完全消除。均勻化處理和開坯在變形高溫合金的整個(gè)生產(chǎn)過程中起著承上啟下的作用。均勻化處理不僅需要考慮元素偏析、枝晶消除和析出相重新溶解，還需要考慮微觀組織變化、晶粒長大和合金表面氧化對開坯熱變形的影響。但是，GH141合金的均勻化處理制度、元素的再分布規(guī)律、顯微組織的演變和晶粒尺寸的變化以及均勻化過程中析出相的溶解等都需要進(jìn)一步研究。

(1)GH141合金的流變應(yīng)力對溫度和應(yīng)變速率敏感。隨著變形溫度的降低和應(yīng)變速率的增加，流變應(yīng)力顯著增加。在各種變形條件下，GH141合金表現(xiàn)出不同程度的應(yīng)力軟化。在1020℃變形時(shí)，GH141合金的流變應(yīng)力曲線出現(xiàn)明顯的峰值應(yīng)力，但沒有穩(wěn)態(tài)應(yīng)力。

(2)與普通變形高溫合金相比，GH141合金的動態(tài)再結(jié)晶需要更苛刻的熱力學(xué)條件。動態(tài)再結(jié)晶的演變過程可用Avrami方程描述。