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GH2132鐵基高溫合金外表等離子滲氮層的熱穩(wěn)定性

發(fā)布時(shí)間: 2022-06-10  點(diǎn)擊次數(shù): 1615次

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引言



GH2132鐵基高溫合金是具有面心立方結(jié)構(gòu)的奧氏體型變形高溫合金,其在低于650℃時(shí)具有杰出的抗氧化、耐腐蝕、抗疲勞功能,較高的高溫屈服強(qiáng)度和耐久、蠕變強(qiáng)度等,廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)、工業(yè)燃?xì)鉁u輪機(jī)以及汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)等的高溫承力部件上??墒?,GH2132鐵基高溫合金的硬度較低、耐磨性差,這限制了其應(yīng)用規(guī)模。對(duì)鐵基或鎳基高溫合金進(jìn)行低溫等離子體滲氮后,合金外表構(gòu)成一層滲氮層,該滲氮層主要由氮在奧氏體中的過(guò)飽滿固溶體y、相組成, 無(wú)CrN分出相, 合金的硬度和摩擦磨損功能均得到顯著進(jìn)步,同時(shí)堅(jiān)持了杰出的耐腐蝕功能27]??墒?,高溫合金的執(zhí)役溫度較高,而Y、相又是一個(gè)亞穩(wěn)相,因而有必要對(duì)Y、相在高溫下的熱穩(wěn)定性進(jìn)行研討;可是目前有關(guān)高溫合金經(jīng)低溫等離子體滲氮所構(gòu)成的y、相熱穩(wěn)定性的研討較少,為此,作者對(duì)GH2132鐵基高溫合金外表進(jìn)行低溫等離子體滲氨處理,然后在不同溫度保溫5h,研討了加熱保溫處理后滲氮層的顯微安排、物相組成、硬度和耐腐蝕功能,并與未滲氮和滲氨后未加熱保溫處理的進(jìn)行比照。

1 試樣制備與實(shí)驗(yàn)辦法

實(shí)驗(yàn)材料為軋制態(tài)GH2132鐵基高溫合金,其化學(xué)成分見(jiàn)表1。選用電火花切割機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)為d20mm的熱軋棒上截取尺寸為620mmX5mm的試樣, 經(jīng)機(jī)械研磨、拋光后,在自制的DL-50型氮化爐中進(jìn)行低溫等離子體滲氮,滲氮?dú)怏w為NH,壓力為800~900Pa,滲氮溫度為723K,保溫時(shí)間為6h。滲氮后將試樣放入KS Y-4D-16型電阻爐中進(jìn)行加熱保溫處理,加熱溫度分別為673,873,973K,保溫時(shí)間為5h。

GH2132鐵基高溫合金的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))

Table 1 Chemical composition of GH2132Fe basedsuperalloy(mass%)

試樣經(jīng)切割、鑲嵌、研磨、拋光和用由5gCuSO、50mLHCI、50mLH.O組成的溶液腐蝕后, 在OLYMPUS-GX 51型光學(xué)顯微鏡上調(diào)查加熱保溫前后試樣橫截面的顯微安排, 選用Philips XL-30型掃描電子顯微鏡(SEM) 及附帶的能譜僅(EDS) 進(jìn)行微觀描摹調(diào)查和微區(qū)成分檢測(cè)。使用Rigaku DMax-Ultima型X射線衍射僅(XRD) 分析不同溫度保溫后滲氮層的物相組成,選用鋼靶,K。射線,管電壓為40kV,管電流為40mA,掃描步長(zhǎng)為0.02°,掃描速率為8(°) ·min, 選用MH-6L型顯微硬度計(jì)測(cè)不同溫度保溫前后滲氮層的外表硬度,載荷為1N, 保載時(shí)間為5s。在由核算機(jī)控制的CHI660D型電化學(xué)作業(yè)站上進(jìn)行電化學(xué)測(cè)驗(yàn),作業(yè)電極為待測(cè)驗(yàn)樣,輔助電極為鉑片,參比電極為飽滿甘汞電極, 腐蝕溶液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.5%的NaCl溶液。




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