熔体过热处理工艺对GH4169合金组织和力学性能的影响

GH4169合金是一种以面心立方γ′（Ni3（Al，Ti，Nb））和体心四方γ″（Ni3Nb）为主要强化相的时效强化型镍铁基变形高温合金，在650℃以下具有较高的强度、塑性、抗疲劳和耐腐蚀性能，是先进歼击机发动机用盘件、航天火箭发动机热部件和涡轴发动机的甩油盘、鼓筒轴、涡轮螺栓等的关键用材。近年来，熔体过热处理作为一种改善合金凝固组织的常用方法，被广泛使用。所谓熔体过热处理工艺，就是通过适当的熔炼温度、保温时间来获得对合金性能有利的熔体结构，使合金的高温熔体结构“遗传”到最终的凝固组织中。熔体过热处理改变了合金的高温熔体结构，而熔体结构的变化影响合金凝固组织，进而影响合金力学性能。目前，对GH4169合金熔体过热处理后组织与力学性能的研究较少，本文选用水冷铜坩埚重熔GH4169合金，研究熔体过热处理对该合金的组织和力学性能的影响。

GH4169母合金购买市场销售的优质棒料。将装有60g母合金的刚玉坩埚分4次置于水冷铜坩埚中高频感应加热重熔，熔炼环境为真空，该设备用感应加热功率表征过热温度，功率越大温度越高。4次熔炼工艺如下：以0.5kW/min的速率加热至3.0kW，保温5min后吸铸（未经熔体过热处理），以0.5kW/min的速率分别加热至3.7、4.1、4.5kW，保温5min，降至3.0kW，保温5min后吸铸（经熔体过热处理），吸铸模具均为Φ6mm的石英玻璃管。经上述4种熔体处理后的试棒，在其相同位置分别截取显微分析试样、硬度试样、拉伸试样，分析组织及力学性能。试验结果如下：

（1）熔体过热处理后，枝晶间Laves相、γ+Laves共晶析出数量减少，γ+Laves共晶团分布弥散且均匀，细小颗粒状的MC碳化物起到弥散强化合金的作用。

（2）熔体过热处理后，GH4169合金室温综合力学性能显著提高，存在最佳过热温度；即感应加热功率为3.7kW时，综合力学性能最好，Rm为最大值721MPa，约为过热处理前的1.5倍。

（3）GH4169合金的硬度降低，存在最小值10.15HRC，与过热处理前相比，降低26.7%。

（4）熔体过热处理后，GH4169合金的Nb、Mo元素偏析程度降低，有利于合金成分的均匀化。（晓红）