论文部分内容阅读
GH230是在Haynes230合金基础上开发的一种以W、Mo固溶强化为主的新型镍基变形高温合金。合金拟用于航空工业、工业加热、化工工业等众多领域。
本文通过调整GH230合金中合金化元素C的含量系统地研究C对合金组织和性能的影响以及C对合金高温长期时效组织稳定性影响；同时也展开了La元素对GH230合金组织、力学性能、抗氧化性能的影响。
研究发现：
1.当GH230合金含C量在0.047％～0.130％之间时：随着GH230合金含C量的增加，一次M6C型碳化物数量增加、分布形态发生改变，合金基体Y平均晶粒尺寸减小；同时随着一次M6C型碳化物数量增加，合金室温硬度、强度提高，塑性降低。GH230合金晶粒尺寸、晶界碳化物数量影响其持久寿命。
2.0.047C(含碳量0.047Wt％)试验合金750℃、900℃时效时间小于lOOOh晶内析出针状μ相、二次碳化物，和沿晶界析出二次M23C6型碳化物。0.110C(含碳量0.110Wt％)试验合金在相同条件下时效仅在晶界、晶内析出二次碳化物。
在750℃下时效，0.047C和0.110C试验合金部分晶界二次M23C6型碳化物呈胞状，而且二次M23C6型碳化物的析出增加合金硬度和降低合金塑性；时效1000h后0.047C试验合金持久寿命增加，0.110C试验合金持久寿命降低。在900℃时效，0.047C和0.110C试验合金晶界二次M23C6型碳化物呈链状析出或由胞状迅速球化转变成链状，合金硬度先增加后降低，时效1000h后持久寿命降低。
3.当GH230合金含La量在0％～0.087％时：随着合金La含量的增加，晶界二次M23C6型碳化物形态逐渐由胞状(0％La试验合金)向链状(0.087％La试验合金)转变，而且合金含La量达到0.026％时，合金内部析出新相一富镧相。La通过改善晶界二次M23C6型碳化物析出形貌提高GH230合金927℃/62Mpa条件下的持久寿命。但是La含量的变化对合金基体的一次M6C型碳化物相数量、尺寸、分布以及合金基体的晶粒尺寸影响较小。
当GH230合金含La量在0％～0.087％时，La含量对合金室温拉伸塑性影响较小，但当合金含La量超过0.048％时，合金室温屈服强度(σ0.2/MPa)、抗拉强度(σb/MPa)下降，这可能是因为大量析出的富镧相强度相对基体较低或富镧相/基体相界面结合力较弱而造成的。
4.在GH230合金中添加微量稀土元素La对合金1000℃下的抗氧化性能的提高有益；但当合金La含量达到0.087％时，合金析出较多富La相反而降低其氧化抗力。为了实现合金最佳抗氧化性能，建议合金La的添加量控制在0.087％以下。
在GH230合金中，添加适量的稀土La还能通过降低表面氧化膜垂直界面方向氧化膜/合金基体界面上的最大应变值(ε)和提高临界应变值(εc)来提高合金表面氧化膜的剥落抗力。