沉淀强化型镍基高温合金GH4169在高温下具有优异的综合力学性能和良好的耐腐蚀性,被广泛应用于航空领域包括转子叶片、燃气轮机轮和螺栓、挤压模具的成型等。由于镍基高温合金GH4169自身强度较高,并且航空业中使用的零件具有较高的公差等级,因此合金塑性成型件的加工就变得极为困难。由于适量的δ相析出可以有效地提升合金的低周疲劳性能、蠕变性能,同时降低材料的缺口敏感性,因此本文采用OM、SEM、TEM等分析手段结合室温拉伸变形系统的研究了不同形态δ相、γ"/γ′的强化机制,得到如下结论。1.在冷变形过程中,固溶态合金微观组织表现为晶粒沿着拉伸方向被逐渐拉长,晶界转动明显,变形带增加,晶界面积增加,晶粒细化明显。不同变形量的合金经时效处理后,随着变形量的增加合金δ相的析出量明显增加,δ相的形态、分布由原始的针状以及晶界、晶内分布不均变得更加细小且分布均匀。影响合金变形抗力的主要因素为合金的变形量,冷拉过程中孪生变形行为的参与导致了合金变形抗力增加幅度减缓。2.固溶态合金在900℃和950℃直接时效时,大量针状δ相的析出对位错运动产生阻碍作用导致合金的屈服强度增加,硬度上升,延伸率降低。在850℃时效保温时,γ’’相与δ相的共存使得合金在此时的成型性能最差,随着保温时间的延长γ’’→δ的转化使得合金屈服强度下降,硬度下降,延伸率升高。在1000℃时效保温时,极微量的δ相的析出,此时合金的成型性能达到最大值。在合金δ相固溶保温过程中,针状δ相会逐渐转变为球状,固溶温度越高球化速率越快,在980℃和1010℃保温固溶过程中δ相体积分数存在固溶平衡状态。冷变形过程中,位错更易切过小尺寸或者球状δ相,位错在遇到较大尺寸δ相时,位错在δ相前端易产生位错塞积。在δ相含量相同条件下,相比针状(大尺寸)δ相,球状δ相(小尺寸δ相)与位错表现出良好的兼容性。3.热处理析出的圆盘状γ"相平均尺寸为20-30 nm,球状γ’相平均尺寸为20 nm。相比δ相的强化效果,γ"和γ’相的强化更为显著。冷变形发生时,少量的位错会以切过或绕过的方式通过γ"/γ′相,大部分位错则聚集在γ"和γ′相密集区前端形成位错塞积。在位错与γ"/γ′相发生交互作用的过程中会出现的位错塞积、位错线的弯曲、层错等使合金发生冷变形所需能量提升,位错的运动阻力变得更大。4.合金的断裂方式均为微孔聚合式的韧性断裂,δ相、γ"和γ′相为微孔形核的核心。断口形貌主要由纤维区和剪切唇区两个部分构成,相比之下纤维区所占面积较大。此外,大量韧窝充斥着合金的微观断口组织照片,小韧窝相互贯通形成更大韧窝,同时在大韧窝上或者周围会依附着卵形韧窝的存在。