【摘 要】
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GH2132高温合金在高温条件下优异的持久强度、抗蠕变性能及抗氧化性能被广泛应用于发动机涡轮盘、涡轮叶片及紧固件以代替昂贵的镍基、钴基高温合金。目前国内外学者主要研究了热处理及热加工工艺对性能的影响,对其强化机制和在高温条件下长期保温组织的变化规律的研究并不透彻,关于GH2132合金的抗氧化机理国内外也鲜有报道。本文主要研究了GH2132合金在不同热处理工艺及在650℃长期保温的条件下组织及性能的
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GH2132高温合金在高温条件下优异的持久强度、抗蠕变性能及抗氧化性能被广泛应用于发动机涡轮盘、涡轮叶片及紧固件以代替昂贵的镍基、钴基高温合金。目前国内外学者主要研究了热处理及热加工工艺对性能的影响,对其强化机制和在高温条件下长期保温组织的变化规律的研究并不透彻,关于GH2132合金的抗氧化机理国内外也鲜有报道。本文主要研究了GH2132合金在不同热处理工艺及在650℃长期保温的条件下组织及性能的变化规律,并通过氧化试验研究其抗氧化机理。经过860℃～1100℃的固溶处理,合金的晶粒尺寸由27.85μm长大至87.90μm,基体中的未溶相颗粒随着固溶温度的升高逐渐溶解,第二相强化及细晶强化的效果减弱,合金的硬度逐渐下降,在980℃下保温0.5～2h,合金的晶粒尺寸及硬度的变化幅度较小。结合固溶温度与保温时间对合金组织性能的影响,选定GH2132合金的固溶工艺为980℃×1h。经过时效处理后的基体内逐渐析出颗粒状的γ’相,随着时效温度的增加γ’相的粗化现象较为明显,在时效温度为720℃时随着时效时间的延长γ’相的析出数量逐渐增多。合金硬度随着时效温度的增加及保温时间的延长呈现先上升后下降的趋势,在720℃×16h时达到峰值340.6HV。时效温度为780℃时,在时效时间为4h时硬度达到峰值,随着时效时间的延长由于硬而脆的LAVES相的析出,合金的硬度再次上升在12h时达到峰值。双级时效热处理制度相比于单级时效热处理制度能够在单级时效的基础上析出一些尺寸较小的γ’相,且较低的二次时效温度,γ’相不会出现明显的粗化现象,二次时效下析出的细小析出相又进一步提高了合金的硬度并保证了合金的塑韧性。对经过980℃×1h+720℃×16h处理后的GH2132合金在650℃下进行长期保温处理,当保温时间达到800h时,γ’相出现了粗化现象,且随着保温时间的延长其粗化现象越明显,但一直与基体保持着共格关系(（001）γ’//（111）γ),当保温时间达到2400h,在晶界处发现了呈片层状析出的胞状组织,通过能谱分析该组织中Ti元素的含量明显升高,推断该相属于γ’相在热力学状态上的稳定相η相。合金的强度与硬度随着保温时间的延长迅速上升并逐渐趋于稳定,延伸率与断面收缩率则随着强度的上升而逐渐下降。在900℃下进行50～500h氧化试验的GH2132合金的氧化产物主要是尖晶石结构的（Cr,Fe）2O3,经过能谱分析氧化膜的外氧化层主要以Fe和Cr的氧化产物为主,而内氧化层则主要以Cr的氧化产物为主,此时合金的氧化动力学规律接近于立方规律。在650℃下进行50～1600h氧化试验的GH2132合金的氧化产物主要是Fe2O3,经过能谱分析,氧化膜的外氧化层主要以Fe的氧化产物为主,而内氧化层则主要以Cr的氧化产物为主,由于氧化温度的降低,合金的氧化动力学规律接近于平方规律。
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