近年开发出的Ni-Cr-W系固溶强化型镍基高温合金由于难熔元素Cr、W、Mo含量较高,Al、Ti元素含量很少,基本不含Nb元素,此外合金添加了适当的C元素来形成碳化物,这样就能保证合金组织为单相奥氏体和适量弥散分布的碳化物颗粒。因此,材料具有优良的高温强度、抗氧化性能、抗腐蚀性和组织稳定性,使之适于服役环境较为苛刻的各种航空航天发动机的燃烧室及原子能炼钢用的热交换管和强腐蚀性环境。
研究人员在25~900℃温度范围内研究了温度与Ni-Cr-W高温合金拉伸性能的关系。研究所用合金的化学成分为(wt.%):Cr19.82,W18.48,Mo1.24,Al0.46,C0.11,B0.0028,La0.026,P、S<0.004,余量Ni。合金经VIM+VAR熔炼,然后在1200℃均匀化处理24小时,炉冷,最后热锻,并在1150℃下热轧成9㎜厚的板。从板上取样,试样置于真空热处理炉中在1260℃退火0.5小时,水淬。试验用应变速率保持8.3×10-5s-1一直到屈服,屈服后为1.25×10-3s-1,选择的试验温度分别为25、200、600、650、700、750、800、850及900℃。
试验结果表明,Ni-Cr-W高温合金的拉伸性能与温度关系密切。在室温~600℃,合金的拉伸和屈服强度缓慢下降,600℃以上,拉伸性能快速下降,而屈服强度基本保持不变。600℃时延伸率值最小,此时显微组织分析显示有片状M23C6碳化物析出,诱发合金的早期破坏。在650~900℃,屈服强度的异常可能与合金中形成离散的M23C6碳化物有关。但经TEM分析,屈服强度的异常也有可能是位错密度高和高温下交叉滑移所致。(晓红)