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GH4199合金与俄罗斯的Эп199合金相当,是一种综合强化程度很高的镍基高温合金。主要用于制造发动机加力燃烧室隔热屏、可调喷口隔热屏等相关零件。GH4199合金课题自立项以来,已对合金的化学成分、热加工工艺参数、热处理工艺参数等方面进行了研究,然而,在长期时效过程中出现的TCP相问题一直未得到解决。基于此,本文重点研究GH4199合金在长期时效中TCP相的变化规律与性能之间的关系,探明TCP相对合金性能和组织稳定性的影响规律和机理。此外,以GH4199合金板材为对象,对其进行电场热处理,以期探索电场热处理对GH4199合金显微组织和力学性能的影响规律。
GH4199经800℃和900℃长期时效后合金中出现了TCP相,800℃时效后合金中出现σ相和u相,而经900℃时效后合金中只出现u相。GH4199合金中的碳化物主要包括M23C6型、M6C型和M7C3型,亦有少量的MC型。TCP相与碳化物之间存在着一定的关系,即u相可以在M6C型碳化物上形核长大。合金经800℃长期时效后抗拉强度均高于900℃时效试样,而塑性低于900℃时效试样。断口分析可知合金在室温拉伸后里延性沿晶断裂,而高温拉伸后合金呈韧窝聚集型韧性断裂特征。
GH4199合金和Эп199合金经800℃长期时效后均析出σ相和u相。GH4199合金中TCP相的总量与Эп199合金相当,但σ相的量高于Эп199合金。GH4199合金和Эп199合金的室温力学性能相当,但是,900℃下GH4199合金的高温抗拉强度高于Эп199合金,而塑性低于Эп199合金。
GH4199合金经电场热处理后,合金强度没有发生明显的改变,但其塑性得到明显改善。初步分析表明,这与电场处理后孪晶数目的增多有关。