GH738合金工艺塑性和组织稳定性

  GH738是一种以Y相析出强化的镍基高温合金，具有非常出色的耐燃气侵蚀的能力、高屈服强度和耐疲劳性能，同时具备良好的工艺塑性和稳定的组织。该合金大范围的应用于航空发动机转动部件，其使用温度不超过815°C。可生产各类冷轧、热轧板材、管材、带材、丝材，以及锻件、铸件、紧固件等。

  协上五高09-1986 《GH738合金烟气机盘试制技术条件》（上钢五厂）

  1.5 热处理制度： 1080℃±10℃，4小时空冷，接着840℃，24小时空冷，最后760℃，16小时空冷。

  1.6 品种规格与供应状态： 可生产各种规格的棒材、型材、锻坯、环形件、厚板、薄板、带材、管材、丝材、砂型铸件、精密铸件和紧固件等。通常不经热处理即可交货，板材经过固溶处理后交货。

  1.8 应用概况与特别的条件： 在国外，该合金大范围的应用于航空发动机和燃气轮机，大多数都用在涡轮叶片和涡轮盘等转动部件，有着非常丰富的使用经验。但由于合金含有较高的钴成分，在国内使用较为有限。

  4.1 相变温度： 合金中γ相的溶解温度为980～1050°C，开始从基体中析出的温度为630℃，析出峰值温度为800℃。合金中M₂C碳化物相的开始析出温度为700℃，完全溶解温度为1020℃。

  4.2 时间-温度-组织转变曲线 合金组织架构： 经过标准热处理后，除奥氏体基体外，还存在Y相，其化学式为：(Ni,s,FeogCraoueCoaon)a2s(AlossTio.szMo)，该相总量占合金重量的20%。此外，还有M₂₃Cs型碳化物，其化学式近似为(Cr74Moa₉Niaos,CoaFeoox:Tiaoz)₂;Cs。另外，还含有少量的Ti(CN)和TiN等相。该合金在650℃和730℃的长期时效过程中，Y相的数量变化不大，分别约为3%和1%左右，大小分别从146nm变大至196nm和177nm。碳化物MC向M₂Cs转化，碳化物总量略有增加，从时效前占基体总量的0.5%增加到0.76%和0.78%。在长期时效中，没有新的相析出，组织保持稳定。

  该合金在热加工中表现出良好的塑性，是较易成形的镍基高温合金。锻造开坯加热温度为1150～1170°C，适宜的热加工温度范围为1040～1170℃，终锻温度不低于1000℃。

  涡轮叶片锻造一般会用1070～1110°C范围，模锻时的最小变形量应大于25%。

  避免在高温(1180℃)下进行小变形量(约10%)的热加工，因此可能在晶界上形成连续的MC型碳化物薄膜，导致缺口敏感。

  在较低温度(980～1080℃)下进行热变形时，晶界上很少形成MC碳化物薄膜，仅有不连续的M₂₃C₆型碳化物，热处理后可获得均匀的4～5级晶粒尺寸，综合性能良好。

  5.3 零件热处理工艺： 在零件热处理时，应注意防止零件表面元素贫化，确保加热均匀。

  5.4 表面处理工艺： 在将该合金用作涡轮叶片和涡轮盘等转动部件时，为了更好的提高疲劳性能，能够直接进行氩气保护消除应力退火，并进行喷丸处理。另外，为提升涡轮叶片的耐燃气腐蚀和热疲劳性能，能采用扩散渗铝处理。