GH290簡介：

GH2909是Fe-Ni-Co基沉淀硬化型變形高溫合金，使用溫度在650℃以下。合金

具有高強度、高冷熱疲勞抗力、低膨脹系數(shù)和恒彈性模量，以及良好的熱加工塑

性、冷成形和焊接性能。主要產(chǎn)品有棒材、絲材、板材、冷軋帶材和環(huán)形件等。

前言

GH2909合金是以Nb、Ti、Si元素進行綜合強化的Fe-Co-Ni基時效合金，在650℃以下具有高的強度、低的熱膨脹系數(shù)、良好的冷熱疲勞性能和幾乎恒定不變的彈性模量和較高的缺口敏感性。該合金是在GH907的基礎(chǔ)上增加了Si的改進型，其廣泛用于制造渦輪機環(huán)形零部件，如高壓后機匣、隔熱環(huán)等叫；火箭發(fā)動機推力燃燒室、排氣導(dǎo)管。也廣泛用于制造槍管、炮用部件等。

1?試驗材料和方法

為了比較Si含量對GH2909合金性能的影響，試驗選用了2種不同Si含量的材料進行試驗。試驗材料采用真空感應(yīng)+真空自耗重熔冶煉工藝，通過多火次低溫鍛造制成φ140mm棒材，其主要成分見表1。

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力學(xué)性能試驗包括室溫拉伸、高溫拉伸、高溫持久性能，試樣為棒材縱向試樣，取樣位置為棒材1/2R處。熱處理制度為：固溶(980℃x1h空冷)+時效(720℃×8h后以55℃/h冷至620℃×8h空冷)。

試樣經(jīng)熱處理后分別按GB/T228-2008、GB/T4338-2006和GB/T2039-1997測試室溫拉伸、高溫拉伸、持久等力學(xué)性能。試驗設(shè)備分別采用35kW?箱式爐；拉伸試驗機AG-IS,日本島津生產(chǎn)；高溫拉伸試驗機AG-IS,日本島津生產(chǎn)；高溫持久機GWT-504,深圳新三思生產(chǎn)。

2試驗結(jié)果及討論

2.1試驗結(jié)果

2.1.1 Si含量對室溫拉伸性能的影響

不同Si含量的試樣室溫拉伸性能，見圖1?？煽闯?，高Si含量的LH2相比于低Si含量的LH1,強度低，塑性相當。

2.1.2 Si含量對650℃高溫拉伸性能的影響

不同Si含量的試樣在650℃的高溫拉伸性能見圖2?？煽闯?，高Si含量的LH2相比于低Si含量的LH1,強度低，塑性高。

2.1.3 Si含量對持久性能的影響

不同Si含量的持久(650℃、510MPa)試樣的測試結(jié)果見圖3。持久性能測試采用光滑缺口聯(lián)合試樣，標準要求試樣持久時間應(yīng)不小于23h,試樣應(yīng)拉斷并斷于光滑處。編號LH1的兩個試樣持久時間雖大于材料標準要求的23h,但因有一個試樣斷于缺口處，不符合標準中“缺口持久大于光滑持久”的要求；編號LH2的兩個持久試樣持久時間均大于23h并斷于光滑處，符合材料標準要求。由此看出，Si含量的增加有利于提高合金的持久性能。

2.2分析與討論

將Si含量控制在標準要求范圍的中上限并結(jié)合材料加工過程中多火次低溫鍛造生產(chǎn)的GH2909合金棒材和所制零件缺口持久合格，其原因除多火次鍛造促進ε相的析出而提高缺口持久外，更主要的原因是Si含量的作用。

圖4為Si含量對合金晶粒度的影響?？煽闯觯枋购辖鹁Я＜毣?。一方面由于硅促使Laves相等[2]在晶界析出，再結(jié)晶過程中這些相的析出可以對晶界產(chǎn)生釘扎作用，防止晶粒長大；另一方面固溶硅對再結(jié)晶過程的作用也不可忽視。硅的溶入可使鐵的自由能降低，硅可增強鐵原子之間的結(jié)合力，降低其擴散能力，從而提高合金的再結(jié)晶溫度，減小晶粒尺寸。晶粒細化使合金的強度和塑性都得到提高，有利于持久缺口敏感性的消除。

硅促進ε相的析出并改變晶界ε相形貌。ε相金的影響取決于其形貌、分布、數(shù)量等。細小彌散分布的Laves相對合金有強化作用。在高硅合金中顆粒狀、小塊狀Laves相分布在晶界，對晶界有釘扎作用，阻止氧在晶界的擴散，阻礙了晶界的滑移，再結(jié)合ε相的韌化作用，使合金晶內(nèi)、晶界變形協(xié)調(diào)，從而使合金的綜合性能得到合理匹配，提高了合金的強韌性。

3?結(jié)論

(1)提高GH2909合金中Si含量，降低室溫、高溫拉伸強度，提高了塑性和高溫持久性能。

(2)提高GH2909合金中Si含量可促進ε相的析出，有利于降低缺口敏感性。