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行业技术|锯齿形晶界对Inconel718蠕变性能的影响
作者:博一建材  2017-01-13  浏览:99
博一建材讯:由于镍及其合金化元素的高成本,高温合金是一种昂贵的材料,所以石油和天然气、能源及宇航工业一直致力于使高温合金更经济和具有更好的力学性能。商用高温合金的范围很广,由化学成分来满足特殊用途比较容易做到,但近阶段研究表明调整工艺条件可以进一步改善高温合金的力学性能。镍铁基高温合金IN718因为其优良的强度、耐腐蚀性能、焊接性能及650℃以上的长期稳定性而成为最广泛使用的高温合金。IN718属于含有各种相诸如γ、γ'、γ″、δ及MC碳化物的沉淀强化型高温合金。虽然IN718具有很长的使用历史,但近来研究认为调整热处理制度可以诱导形成锯齿形晶界,从而提高合金性能。台湾科研人员研究了形成锯齿形晶界的根本机理以及这种晶界对650℃/625MPa的IN718持久强度性能的影响。

试验料为Φ12.8㎜、长2m的IN718圆棒,交货态试样的平均晶粒度为25μm,将圆棒截成两组试样用于不同热处理。一炉(SE试样)在1095℃保持1h固溶热处理,炉冷至850℃保温4h以促使形成锯齿形晶界;另一炉(NS试样)为固溶处理+850℃/4h时效,这组试样不会形成锯齿形晶界。为了研究锯齿形晶界对力学性能的影响,对两组试样进行了蠕变及硬度试验。SE和NS分别在650℃/625MPa条件下进行蠕变,SE试样的蠕变断裂寿命为1600h,好于NS试样的1200h,所以锯齿形晶界能够增强SE试样的抗蠕变性能。进一步分析蠕变曲线数据发现300h时SE试样和NS试样均达到了最低蠕变应变速率,分别为1.8×10-7s-1和1.9×10-7s-1,这表明在蠕变早期SE试样和NS试样的蠕变情况相似。分析还发现锯齿形晶界对第一、第二期蠕变并无特别影响,但对第三期蠕变行为却有显著影响。并认为,在第三期蠕变过程中,晶界的锯齿形貌阻止了晶界的滑移,延长了第三期蠕变,从而延长了整个蠕变断裂寿命。

硬度试验结果表明SE试样的平均硬度值为42HRC,稍高于NS试样的39HRC,这归因于SE试样的细晶粒度。

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