GH2130合金是我國自主開發(fā)的鐵鎳基合金。除了Al和Ti的沉淀強化外,沉淀型高溫合金的沉淀強化此外還加入了W強化固溶體,通過B和Ce進行了提純和強化。晶界,并且由于其高熱強度、良好的熱添加塑料,主要用于制造航空發(fā)動機葉片和船用動力。渦輪增壓器、航天器緊固件等。,都是國防和經(jīng)濟建設。設置*的一類重要材料。
測試材料和方法
本文中GH 2130合金采用真空感應熔煉電極和真空自耗重熔鋼錠的雙重熔煉工藝,然后進行鍛造和軋制成5條。合金化學成分范圍的控制見表1。
在本試驗中,對合金West 55棒材頭部的中部和尾部進行取樣和檢查。低點偏差缺陷。通過金相顯微鏡、電子探針等。方法從形貌和相組成方面對缺陷進行分析。使用Therm-Calc熱力學計算軟件對合金缺陷進行分析。計算了正常區(qū)的相組成,分析了凝固過程元素在合金液固相區(qū)的分布。
組織觀察
合金棒的橫向宏觀腐蝕結果如圖1所示,其中該框指示部分偏移位置。觀察到QB55是熱的。滾頭中下端黑點多,多分布在R/2 ~ R/2邊緣,而從R/2到中心僅觀察到幾個黑點。當樣品被腐蝕時,可以在缺陷處觀察到一個灰黑色的斑點。金相的
在顯微鏡下,將合金的微觀結構與正常合金的微觀結構進行比較,結果如圖2所示??梢?,在低倍橫截面或縱剖面。表面,缺陷區(qū)域的晶粒尺寸與正常結構的晶粒尺寸基本相同,然而,在合金的正常基體組織中只有少量的彌散相。二次碳化物,而點缺陷區(qū)域具有大量不規(guī)則形狀,不同大小的黑色和灰色沉淀聚集相。
從圖2可以看出,偏析沉淀物在缺陷區(qū)域呈帶狀分布,寬度約300 ~ 600 I,ZM。進一步觀察表明,缺陷區(qū)內(nèi)析出物主要有兩種,一種是條狀和塊狀,尺寸較大。
另一種尺寸較小,以粒狀形式密集分布在晶界上圖3顯示了聚集在缺陷區(qū)域的小顆粒和塊狀沉淀相。
分量分析
Epma(電子探針)用于在缺陷區(qū)域沉積沉淀物成分分析結果表明缺陷區(qū)有兩種析出相,這與上述金相觀察一致。x射線能譜儀顯示器結果表明,細小的粒狀析出物富含Ti、Cr、W等元素。平淡;較大的析出相富含碳、鈦、鎳、鎢等元素。從表2數(shù)據(jù)可以初步判斷,其中較大的塊狀沉淀物應該是這是鈦的碳化物。
掃描缺陷區(qū)域,并如下檢測平均成分如表3所示,可以看出Ti、W等元素在該區(qū)域富集。這些元素在重熔和凝固過程中嚴重偏析成枝晶,形成大量碳化物和Laves相聚集區(qū),腐蝕后處于低位雙黑點缺陷。
熱力計算研究
為了進一步了解合金點偏離區(qū)的相變特征,采用熱力學計算方法分析合金液固兩相區(qū)。計算了元素的熱力學分布行為,并基于合金成分進行了熱力學分析。計算結果如圖4所示。
表4顯示了每個階段的計算組件,以及上述缺陷點。從分析中,可以確認在缺陷區(qū)域中存在富含Ti和C的大塊沉淀物。它是一次碳化物,并有富含Ti、Cr和W的小顆粒析出拉維斯階段。
根據(jù)文獻,在凝固過程中,冷卻速度對合金有很大的影響。液態(tài)元素的最終分布影響很大,會遺傳給固態(tài)元素狀態(tài)。當合金正常凝固時,兩相區(qū)的枝晶逐漸長大,因為富含溶質(zhì)的熔體和正常熔體之間的密度不同隨著,產(chǎn)生流動,一些溶質(zhì)元素將被排放到相鄰的枝晶殘余物中。在殘余的熔體中。此時,如果熔化速度太快,熔池很深并凝固當速度相對較低時,枝晶間流動將穿過幾個枝晶。它在一個通道中流動,匯聚凝固后形成點偏差,在低谷時衰減。在侵蝕條件下,呈黑灰色斑點狀。因此,對于這種組合黃金,當VAR的熔化率設置過高時,C,Ti,W會收斂到一度,這肯定會導致合金點的外觀偏差,并且還會直接影響后續(xù)合金的加工和使用性能。
流程改進
因為gh2130合金熱軋棒材是在整個長度方向上發(fā)現(xiàn)點偏差。根據(jù)這一特點可以推斷,點偏差的原因一定伴隨著整個重熔過程,而不是過程。一些異?,F(xiàn)象。因為伴隨整個重熔過程的參數(shù)包括三個參數(shù):熔化速度、電弧長度和熔化氣氛根據(jù)熔煉現(xiàn)場數(shù)據(jù)分析,熔煉氣氛無明顯異常,因此熔速、弧長和整個工藝是最容易造成點偏差的主要因素。過程的穩(wěn)定性。在上述分析的基礎上,進行了鋼錠重熔工藝。將關鍵參數(shù)的熔化率調(diào)整并降低0。與原工藝相比提高了5千秒/分鐘。調(diào)整相關參數(shù)值,然后將合金軋制成棒材。對霆鋼55熱軋棒材成品頭尾采取低倍試樣進行檢驗和腐蝕。如圖5所示。在低樣品中沒有發(fā)現(xiàn)點缺陷,它們是物理化學的性能*符合標準要求。
結論
(1)在原var熔煉條件下,gh2130合金容易出現(xiàn)點偏差,主要在1/2r到1/4r左右。
(2)點缺陷區(qū)主要有兩種沉淀相,分為特別是富含鈦和鎢的初生碳化物和富含鈦、鉻和鎢的小晶粒粒狀Laves相。
(3)有效地降低了VAR的熔化速度和熔池深度。消除這種點偏差缺陷。