Haynes282合金是一种Ni-Cr-Co-Mo系γ'强化的镍基高温合金。它具有高温强度与易加工性能的独特组合,使其优于其他合金。由于这些特性而令其适于多种高温应用场合,尤其是航空用或陆地用气体涡轮发动机。Haynes230合金是一种Ni-Cr-W系固溶强化与碳化物强化镍基高温合金,该合金良好的综合特性使其各种部件在美国航空航天及能源工业都得到广泛应用。
为了搞清楚热机械工艺对Haynes230与Haynes282的显微组织和蠕变特性的影响,美国密歇根州立大学化学工程和材料科学系的科研人员研究了经冷轧和热处理的这两种材料的工艺-显微组织-性能之间的关系。Haynes230与Haynes282合金的化学成分如下:
表1Haynes230和Haynes282合金的化学成分(wt.%)
合金 |
Ni |
B |
Cr |
Co |
Fe |
Mn |
Si |
Mo |
C |
Al |
Ti |
W |
Haynes230 Haynes282 |
余量 余量 |
0.004 0.003 |
22.3 19.7 |
0.30 10.1 |
1.5 0.2 |
0.47 0.03 |
0.39 <0.05 |
1.3 8.4 |
0.10 0.064 |
0.24 1.5 |
<0.01 2.1 |
13.9 <0.01 |
两种材料的试验料均由美国Haynes公司提供。合金板材经四次20%厚度压缩轧制,然后固溶处理。采用背散射衍射电子显微镜观察获得的显微组织,分析高温(700~815℃)蠕变及疲劳特性。热机械加工处理对晶界特性分布没有显著影响,显微组织中所有晶界的约50%均为孪晶间界。随着进一步的热机械处理,抗蠕变能力下降,形成较细的等轴晶粒。Haynes282合金的抗蠕变能力和疲劳特性都明显好于Haynes230合金。此项研究表明额外的能量-强度加工处理并未有益于抗蠕变能力的提高。(晓红)