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高温合金材料直接时效热处理有哪些影响

高温合金材料直接时效热处理,变形量通常都很大。高温合金材料变形速率和冷却速率慢,与高温合金材料变形温度高的效果一样。反之亦然。直接时效处理可以提高室温至高温的瞬时拉伸强度,尤其是屈服强度和塑性。同时高温合金材料还可提高持久和蠕变性能以及疲劳强度,可实现强韧化。

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高温合金材料直接时效处理获得细小晶粒,使单位体积内晶界总面积增多。前面已讲到等强温度以下,晶界强度高于晶内。所以晶界增多,意味着晶界阻碍位错运动的作用增大,强化作用增大,强度当然提高。另外,高温合金材料晶粒细化,说明有更多晶粒的位向有利于变形,变形趋于均匀化,因而也可提高塑性。同时,由于晶粒细化,在交变应力作用下,可以减少不均匀滑移程度 ,推迟疲劳裂纹形核。弯曲晶界的形成,延缓了疲劳裂纹的扩展,提高疲劳强度,并有利于持久塑性的提高。


高温合金材料直接时效处理部分或大部分保留了大变形时产生的大量的位错、位错缠结和位错亚结构。由于高温合金材料位错应力场相互作用,这些保留的位错对运动位错构成阻碍,使合金强度增加。直接时效使晶内和晶界缺陷增多,为第二相析出提供了有利的热力学和动力学条件,加速了第二相的形核,使第二相细小、均匀析出,有利于持久和蠕变性能的提高。但由于晶粒细小,对高温持久蠕变性能不利。

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高温合金材料是一种用途广泛的合金材料,用高温合金材料制作先进航空涡轮风扇发动机涡轮盘,往往需要采用直接时效热处理进一步提高强度,改善塑性。直接时效热处理试验用原材料为90mm方料改锻成的70mm方料,晶粒度为ASTM 4~5级。经1120℃,1小时固溶处理均匀化,进行自由锻。开锻温度990℃,终锻温度910℃,高温合金材料变形量50%~60%,然后直接时效。为了与标准热处理比较,用一部分70mm方料按标准热处理制度进行热处理,然后测试力学性能。


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