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K4169高温合金在使用中存在一些问题,如微观组织偏析严重、树枝晶粗大,有大块的Laves相、存在缩孔和疏松。如果能减少偏析,使粗大的树枝晶变为较为细小的等轴晶,则能提高合金性能的稳定性,使该合金得到更为广泛的应用。半固态成形技术可以改善合金组织,使铸件内部组织致密,气孔、偏析等缺陷减少,使合金的力学性能得到提高。本实验通过半固态等温热处理的方法研究了等温热处理温度和保温时间对K4169高温合金半固态组织演变和力学性能的影响,并研究了固溶加时效、高温长期时效和热腐蚀环境对合金组织和力学性能的影响。本文的主要研究结果如下:(1)等温热处理可以将K4169合金铸态组织中的枝晶组织转变为球形晶粒组织;最佳等温热处理工艺为保温温度1320℃左右,保温时间45min左右;合金在最佳等温热处理工艺下的半固态组织的压缩强度大于合金的铸态组织,半固态组织的硬度与铸态相比有所降低。(2) K4169合金的半固态组织经950℃～1100℃不同固溶温度处理后,随着固溶处理温度的提高,γ′相逐渐溶解,有元素偏聚的晶间有害组织消失;压缩强度随固溶温度的升高而降低,合金的硬度随固溶温度的升高而降低。(3) K4169合金的半固态组织经不同固溶温度处理后,再经过720℃,8h炉冷至620℃,8h空冷的时效处理,合金的力学性能提高;随固溶温度的升高γ′相析出量增加,且尺寸变的细小均匀、分布弥散;固溶温度高时,合金半固态组织经时效处理后的压缩强度及硬度高于固溶温度低的。(4) K4169合金铸态组织经950℃固溶加时效处理,再经过650℃、100h的长期时效后,γ″相发生γ″→δ-Ni3Nb的转变,产生片状δ相;合金的铸态组织和半固态组织经不同的固溶加时效处理,在长期时效后,压缩强度和硬度都下降;两种组织在固溶加时效热处理中采用1100℃、1h的固溶温度后,合金的力学性能更好。(5) K4169合金铸态组织与半固态组织经1100℃固溶加时效处理后,再经热腐蚀,两者失重量相差不大;腐蚀层主要为氧化层和硫化层。