FGH95镍基合金是一种高合金化γ'相沉淀强化型粉末镍基高温合金,该合金的组织结构由γ、γ'相和碳化物组成,由于在中温条件下具有良好的力学及抗蠕变性能,被广泛应用于制作航空发动机涡轮盘部件。
点阵错配度可表征镍基合金中γ、γ'两相共格界面的应变状态,是影响合金中温和高温性能的重要因素。研究表明,当使用温度低于一个固定值时,较大点阵错配度合金具有较高的晶格应变强化作用,可提高合金的持久寿命;而当温度高于这一固定值时,由于元素的扩散过程加剧,γ'相易于长大,使组织不稳定性增加,故可降低合金的持久寿命。因此,点阵错配度是合金选择制备工艺所要考虑的重要因素。热等静压成型是制备粉末涡轮盘部件的重要、且关键工序,对盘件组织结构及力学性能有重要影响。在热等静压期间所选用的工艺参数包括:温度、压力和时间,其中,温度是影响合金组织结构、性能及制备成本的主要因素,并直接影响后续热处理工艺的进行及组织、性能控制。研究表明,经不同温度热等静压合金应选择不同的热处理制度,可使合金获得理想的组织结构与力学性能。但选用热等静压温度对合金组织结构、γ'/γ两相点阵常数及错配度的影响并不清楚。
现有研究对经不同温度热等静压处理的该镍基合金进行SEM形貌观察及室温XRD谱线测定,由此计算出经不同温度热等静压处理合金中γ'、γ两相的点阵常数,研究了热等静压温度对合金组织形貌及点阵错配度的影响规律,试图为该镍基合金的发展与应用提供理论依据。
合金在低于γ'相溶解温度进行热等静压时,随热等静压温度提高,合金中原始颗粒边界区域粗大γ'相尺寸和数量逐渐减小,且晶粒尺寸与原始粉末颗粒尺寸相当;随热等静压温度提高到1180℃,合金中粗大γ'相完全溶解,晶粒尺寸明显长大;合金中γ、γ'两相点阵常数相近,XRD谱线的衍射峰为γ、γ'两相的衍射峰叠加而成,由于γ、γ'两相体积分数的差别,致使合成衍射峰强度具有不对称特征,对衍射峰进行峰分离,可测算合金中γ、γ'两相的平均点阵常数及点阵错配度;随热等静压温度提高,测定出合金XRD谱线中合成衍射峰的宽度减小,分离后的γ'相衍射峰值略有左移,随热等静压温度提高,致使γ、γ'两相在室温的平均点阵常数值略有增加,错配度由减少。(欣然)