InconelX-750與GH4145

在InconelX-750合金成分的基礎(chǔ)上，添加Mg，Zr，B等微量合金元素，研制了GH4145合金。在適當(dāng)?shù)臒崽幚項(xiàng)l件下與Inconelx-750合金相比，CH4145合金在500~700℃區(qū)的塑性得到改善，并且消除了缺口敏感性。達(dá)到了汽輪機(jī)緊固件用材料的技術(shù)要求。

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InconelX-750合金概述

InconelX-750合金是一種時(shí)效硬化型沉淀強(qiáng)化合金，主要沉淀相是γ'(Ni3Al，Ni3Ti)，在980°C下具有良好的耐熱腐蝕性和抗氧化性，800°C下具有較高的強(qiáng)度，540°C下具有較好的耐松弛性能，同時(shí)具有良好的成形性能和焊接性能。InconelX-750合金由于良好的性能，廣泛應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)、火箭發(fā)動機(jī)、飛機(jī)結(jié)構(gòu)件、壓力容器和反應(yīng)堆等。InconelX-750合金含有大量的合金元素，合金在熱加工的過程中，變形抗力較大，熱加工的溫度區(qū)間較窄，使得合金在熱加工過程相當(dāng)困難。熱加工(熱軋、熱鍛、熱擠壓)廣泛的應(yīng)用于InconelX-750合金半成品以及成品的生產(chǎn)過程中，合金的性能主要取決于合金在制造過程中的組織，因此，控制合金的熱加工過程，獲得均勻的組織，對于提高合金的性能至關(guān)重要。

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GH4145高溫合金概述

GH4145合金是一種時(shí)效強(qiáng)化型鎳基高溫合金，其主相由Ni3（Al、Ti、Nb）強(qiáng)化。耐腐蝕、抗蠕變、抗松弛性能是汽輪機(jī)汽缸、主閥、法蘭等亞臨界機(jī)組緊固螺栓的主要材料，可在677℃高溫條件下正常使用。在長期高溫、應(yīng)力和環(huán)境介質(zhì)的作用下，汽輪機(jī)螺栓容易發(fā)生脆性斷裂。因此，高溫服役下的耐久性缺口敏感性是衡量合金材料的重要指標(biāo)。

試驗(yàn)材料為國產(chǎn)GH4145合金，分別采用真空感應(yīng)熔煉（VIM）+真空自耗重熔（VAR）和真空感應(yīng)熔煉（VIM）+電渣重熔（ESR）工藝制成。成分 將上述電渣冶煉和自耗冶煉合金錠經(jīng)均質(zhì)化處理后鍛制成150mm圓坯，再經(jīng)540軋機(jī)軋制成55mm棒材。 2個(gè)熱處理系統(tǒng)進(jìn)行了處理。將經(jīng)過上述四種熱處理系統(tǒng)處理過的兩種冶煉工藝生產(chǎn)的GH4145合金樣品進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)金相處理，在20gCuSO4+100mlH2SO4+100mlC2H5OH溶液中蝕刻60s，通過光學(xué)顯微鏡觀察樣品的顯微組織和析出相。和掃描電子顯微鏡。特征。檢測合金室溫拉伸性能，掃描電鏡觀察試樣斷口形貌，采用光滑缺口復(fù)合試樣測試合金在733℃/345MPa條件下的缺口耐久性。

結(jié)論（１）相同熱處理下電渣生產(chǎn)的GH4145平均晶粒度尺寸要小于自耗生產(chǎn)的GH4145合金平均晶粒度尺寸，固溶溫度升高，合金晶粒尺寸增大。２種冶煉工藝生產(chǎn)的棒材晶粒度拐點(diǎn)溫度分別為1100和1050°C，經(jīng)1100°C固溶加時(shí)效熱處理后，平均晶粒度尺寸趨于穩(wěn)定。

（２）GH4145合金中強(qiáng)化相主要為大尺寸立方形γ＇強(qiáng)化相和小尺寸近球形γ＇強(qiáng)化相。自耗生產(chǎn)的試驗(yàn)合金γ＇強(qiáng)化相平均尺寸明顯小于電渣生產(chǎn)的試驗(yàn)合金。（３）標(biāo)準(zhǔn)熱處理下自耗生產(chǎn)的GH4145金棒材的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、伸長率和斷面收縮率均明顯高于電渣生產(chǎn)GH4145合金棒材。固溶溫度提高，自耗生產(chǎn)GH4145合金在熱處理狀態(tài)下持久性能較差，存在明顯缺口敏感。而相同熱處理制度下采用電渣生產(chǎn)的GH4145合金光滑缺口持久壽命明顯提高，且無缺口敏感性。